Forskere nanoweld ved at anvende lys på justerede nanoroder i faste materialer

(Phys.org) - Forskere fra North Carolina State University har udviklet en måde at smelte eller "svejse" specifikke dele af polymerer ved at indlejre justerede nanopartikler i materialerne. Deres teknik, som smelter fibre langs en valgt retning i et materiale, kan føre til stærkere, mere modstandsdygtige nanofibre og materialer.

Fysikerne Jason Bochinski og Laura Clarke, med materialeforsker Joe Tracy, anbragt specifikt justerede guldnanoroder i et fast materiale. Guldnanoroder absorberer lys ved forskellige bølgelængder, afhængigt af nanorodens størrelse og orientering, og derefter konverterer de det absorberede lys direkte til varme. I dette tilfælde, nanoroderne var designet til at reagere på lysbølgelængder på 520 nanometer (nm) i en vandret justering og 800 nm ved lodret justering. Mennesker kan se lys ved 520 nm (det ser grønt ud), mens 808 nm er i det nær infrarøde spektrum, usynlig for vores øjne.

Når de forskellige bølgelængder af lys blev påført materialet, de smeltede fibrene langs de valgte retninger, mens de omkringliggende fibre efterlades stort set intakte.

"At kunne opvarme materialer rumligt på denne måde giver os mulighed for at manipulere meget specifikke dele af disse materialer, fordi nanoroder lokaliserer varme - det vil sige varmen, de producerer, påvirker kun nanoroden og dens umiddelbare omgivelser, "Siger Tracy.

Ifølge Bochinski, arbejdet har også konsekvenser for at optimere materialer, der allerede er fremstillet:"Vi kan bruge varme på nanoskalaen til at ændre mekaniske egenskaber ved objekter efterproduktion uden at påvirke deres fysiske egenskaber, hvilket betyder mere effektivitet og mindre spild. "

Forskernes fund vises i Partikel- og partikelsystemers karakterisering . Arbejdet blev finansieret af tilskud fra National Science Foundation og Sigma Xi. Kandidatstuderende Wei-Chen Wu og Somsubhra Maity og tidligere bachelorstuderende Krystian Kozek bidrog til arbejdet.