En ny anvendelse af atomiseret guld

En assisterende professor ved University of Central Florida har udviklet et nyt materiale ved hjælp af nanoteknologi, som kunne hjælpe med at holde piloter og følsomt udstyr sikkert mod destruktive lasere.

UCF assisterende professor Jayan Thomas, i samarbejde med Carnegie Mellon University lektor Rongchao Jin kronik deres arbejde i juli-udgaven af ​​tidsskriftet Nano bogstaver .

Thomas arbejder med guld nanopartikler og studerer deres egenskaber, når de krymper til et lille regime kaldet nanokluster. Nanopartikler er allerede mikroskopiske i størrelse, og en nanometer er omkring 1/80000 af tykkelsen af ​​en enkelt hårstrå. Nanoklynger er i den lille ende, og nanokrystaller er i den større ende af nanoregimet. Nano-klynger er så små, at de fysiske love, der styrer den verden, folk rører ved og lugter, ikke ofte overholdes.

"Nanokluster indtager det spændende kvantestørrelsesregime mellem atomer og nanokrystaller, og syntesen af ​​ultra-lille, atomisk præcise metal nanoclusters er en udfordrende opgave, " sagde Thomas.

Thomas og hans team fandt ud af, at nanoclusters udviklet ved at tilføje atomer på en sekventiel måde kunne give interessante optiske egenskaber. Det viser sig, at guldnanoclusterne udviser kvaliteter, der kan gøre dem egnede til at skabe overflader, der ville sprede laserstråler med høj energi. De ser ud til at være meget mere effektive end sin storesøster, guld nanokrystal som er det (nano)materiale, som kunstnere bruger til at lave middelalderlige kirkevindusmalerier.

Så hvorfor betyder det noget?

Tænk på kommercielle piloter eller jagerpiloter. De bruger solbriller eller hjelmskjold til at beskytte deres øjne mod solens lys. Hvis brillerne eller hjelmskærmen kunne være belagt med nanokluster testet i Thomas 'laboratorium ved UCF, skjoldet kunne potentielt sprede højenergistråler af lys, såsom laser. Meget følsomme instrumenter, der er nødvendige til navigation og andre applikationer, kunne også beskyttes i tilfælde af et fjendens angreb ved hjælp af højenergilaserstråler.

"Disse resultater giver mig stor fornøjelse, da den teknik, vi brugte til at studere de optiske egenskaber af disse atomisk præcise partikler, er opfundet af UCF-professorerne Eric VanStryland og David Hagan for mange år siden, " sagde Thomas. "Men den fremgang, vi har gjort, er meget spændende."

Fordi nanokluster ser ud til at have en bedre evne til at diffundere store stråler af energi, de er et lovende område for fremtidig udvikling. Der er stadig masser af applikationer, der skal udforskes ved hjælp af disse meget interessante atomisk konstruerede materialer. Indtil nu, meget forskning har været fokuseret på den større nanokrystal.

Thomas udforsker også brugen af ​​disse partikler i polymermaterialet, der bruges til 3D-telepresence for at gøre det mere følsomt over for lys. Hvis det lykkes, det kan tage de nuværende polymerer et skridt tættere på at udvikle 3D-telepresence i realtid.

3D-Telepresence giver en holografisk illusion til en seer, der er til stede et andet sted, ved at give denne person en 360-graders visning (i 3D) af alt, hvad der foregår. Det er et skridt ud over 3-D og forventes at revolutionere den måde, folk ser fjernsyn på, og hvordan de deltager i aktiviteter rundt om i verden. For eksempel, ved at tillade en seer at "gå rundt" et fjerntliggende sted som i et virtuelt spil, en kirurg kunne hjælpe med at udføre en kompliceret medicinsk procedure på tusindvis af kilometers afstand.