Ny uikidama nanopartikelstruktur afsløret

Nogle gange er det de små ting i verden, der kan gøre en utrolig forskel. En af disse ting er nanopartiklerne. Nanopartikler kan være små, men de har en række vigtige applikationer inden for områder som, medicin, fremstilling, og energi. Et team af forskere fra Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) opdagede for nylig en unik kobber-sølv nanopartikelstruktur, der har en kerne af et element omgivet af et "bur" af det andet element. Imidlertid, buret dækker ikke visse områder af kernen, som meget minder om de japanske glasfiskerflåder, der traditionelt er dækket af reb kaldet ukidama.

Denne tidligere uopdagede ukidama-struktur kan have egenskaber, der kan hjælpe holdet på deres mission for optimal nanoteknologi. Resultaterne er offentliggjort i Nanoskala .

"Ukidama er en unik struktur, hvilket betyder, at det sandsynligvis kan give os unikke egenskaber, " sagde Panagiotis Grammatikopoulos, første forfatter og gruppeleder for OIST Nanoparticles by Design Unit. "Ideen er, at nu hvor vi kender til denne struktur, kan vi muligvis finjustere den til vores applikationer."

OIST -forskerne arbejder løbende på at skabe og designe nanopartikler, der kan bruges i biomedicinsk teknologi. Specifikt, teamet arbejder på at designe de optimale nanopartikler til teknologier som smarte gassensorer, der kan sende oplysninger om, hvad der foregår inde i din krop, til din smartphone for bedre diagnoser. En anden applikation er den etiketfri biosensor, en enhed, der kan detektere kemiske stoffer uden hindring af fluorescerende eller radioaktive mærker. Identifikationen af ​​ukidama-strukturen er vigtig i denne bestræbelse, fordi en ny struktur øger mulighederne for teknologiske fremskridt.

"Jo flere parametre vi kan kontrollere, jo mere fleksibilitet har vi i vores applikationer og enheder, "Prof. Mukhles Sowwan, sagde forfatter og leder af OISTs Nanopartikler af Design Unit. "Derfor, vi har brug for at optimere mange egenskaber ved disse nanopartikler:størrelsen, kemisk sammensætning, krystallinitet, form, og struktur."

Opdagelsen af ​​ukidama -strukturen blev fundet gennem forstøvning af kobber- og sølvatomer samtidigt, men uafhængigt, gennem et magnetronforstøvningssystem ved høje temperaturer. Da atomerne begyndte at afkøle, forenede de sig til bimetalliske nanopartikler. Under sputteringsprocessen, forskere kunne kontrollere forholdet mellem sølv og kobber, med den krafthastighed, som atomerne blev sputteret med. De fandt ud af, at ukidama-strukturen var mulig, især når kobber var det dominerende element, da sølvatomer har en højere tendens til at diffundere på nanopartikeloverfladen. Ud fra deres eksperimentelle resultater, holdet var i stand til at lave simuleringer, der tydeligt kan vise, hvordan ukidama nanopartiklerne dannes.

Holdet ser nu på, om denne struktur kan genskabes i andre typer nanopartikler, hvilket kunne være et endnu større skridt i optimeringen af ​​nanopartikler til biomedicinsk anvendelse og nanoteknologi.

"Vi designer og optimerer nanopartikler til biomedicinsk udstyr og nanoteknologi, "Sowwan sagde." Fordi ukidama er en ny struktur, det kan have egenskaber, der kan bruges i vores applikationer."

Medforfatter, Antony Galea, tidligere fra Nanopartiklerne ved Design Unit, var ansvarlig for den eksperimentelle del af denne undersøgelse og er siden flyttet til OISTs teknologi- og licenssektion for at hjælpe forskning - som dette arbejde, der udføres med nanopartikler, der kan bruges i applikationer - med at komme ind på markedet.

"Vores mål er at tage forskning skabt af OIST fra laboratoriet til den virkelige verden, " sagde Galea. "Dette er en måde at arbejde på hos OIST, såsom af Nanopartikler by Design Unit, kan gavne samfundet."