Kemikere udvikler ny teknik til nanostruktursamling

Et team af forskere fra University of Florida afdeling for kemi har udviklet en ny teknik til dyrkning af nye materialer fra nanoroder.

Materialer med forbedrede egenskaber konstrueret fra nanostrukturer har potentiale til at revolutionere markedet inden for alt fra databehandling til humanmedicin. Imidlertid, forsøg på at samle nanoskalaobjekter til sofistikerede strukturer har stort set været uden succes. UF -undersøgelsen repræsenterer et stort gennembrud på området, viser, hvordan termodynamiske kræfter kan bruges til at manipulere vækst af nanopartikler til superpartikler med en hidtil uset præcision.

Undersøgelsen er offentliggjort i 19. oktober -udgaven af ​​tidsskriftet Videnskab .

"Grunden til, at vi ønsker at sammensætte nanopartikler på denne måde, er at skabe nye materialer med kollektive egenskaber, "sagde Charles Cao, lektor i kemi ved UF og tilsvarende forfatter til undersøgelsen. "Som at sætte iltatomer og brintatomer sammen i et to-til-et-forhold-synergien giver dig vand, noget med egenskaber, der er helt forskellige fra ingredienserne selv. "

I UF -undersøgelsen, en synergisme af fluorescerende nanoroder, undertiden brugt som biomarkører i biomedicinsk forskning, resulterede i en superpartikel med et emissionspolarisationsforhold, der kunne gøre det til en god kandidat til brug ved at skabe en ny generation af polariserede lysdioder, bruges i displayenheder som 3D-fjernsyn.

"Teknologien til fremstilling af de enkelte nanoroder er veletableret, "sagde Tie Wang, en postdoktor ved UF og hovedforfatter af undersøgelsen. "Men det, vi mangler, er en måde at samle dem på en kontrolleret måde for at få nyttige strukturer og materialer."

Teamet badede de enkelte stænger i en række flydende forbindelser, der reagerede med visse hydrofobe områder på nanopartiklerne og skubbede dem på plads, danner en større, mere kompleks partikel.

To forskellige behandlinger gav to forskellige produkter.

"En behandling gav os noget helt uventet - disse superpartikler med en virkelig sofistikeret struktur i modsætning til noget, vi har set før, "Sagde Wang.

Den anden gav en mindre kompleks struktur, som Wang, og hans kolleger var i stand til at vokse det til en lille firkant af polariseret film, der var cirka en fjerdedel af størrelsen på et frimærke.

Forskerne sagde, at filmen kunne bruges til at øge effektiviteten i polariseret LED -tv og computerskærme med op til 50 procent, ved hjælp af nuværende tilgængelige fremstillingsteknikker.

"Jeg har arbejdet med nanopartikelmontage i et årti, "sagde Dmitri Talapin, en lektor i kemi ved University of Chicago, der ikke var involveret i undersøgelsen. "Der er alle mulige problemer, der skal overvindes, når man samler byggesten fra nanoskala partikler. Jeg tror ikke, at nogen har kunnet få dem til at samle sig til superpartikler som denne før."

"De har opnået en tour-de-force i præcision og kontrol, " han sagde.