Kæder af nanogold – smedet med atomær præcision

Forskere ved Nanoscience Center ved Universitetet i Jyväskylä i Finland har haft held med at fremstille korte kæder og ringe af guld-nanopartikler med hidtil uset præcision. De brugte en særlig slags nanopartikler med en veldefineret struktur og kædede dem sammen med molekylære broer. Disse strukturer - der er praktisk talt enorme molekyler - tillader ekstremt nøjagtige undersøgelser af lys-stof-interaktion i metalliske nanostrukturer og plasmonics. Denne forskning blev finansieret af Akademiet i Finland.

Nanoteknologi giver os værktøjer til at fremstille nanometerstore partikler, hvor kun et par hundrede metalatomer danner deres kerne. Nye interessante egenskaber dukker op i denne skala, for eksempel, interaktionen mellem lys og stof er ekstremt stærk, og den katalytiske aktivitet øges. Disse egenskaber har ført til flere anvendelser, såsom, kemiske sensorer og katalysatorer.

"Syntese af nanopartikler giver normalt en række forskellige størrelser og former, " siger foredragsholder Dr. Tanja Lahtinen. Den tilgang, vi bruger, er exceptionel i den forstand, at vi efter oprensning kun får en enkelt type af en nanopartikel. Disse nanopartikler har et specificeret antal af hvert atom, og atomerne er organiseret som en veldefineret struktur. Det er i bund og grund et enkelt enormt molekyle med en kerne af guld.

Disse nanopartikler var forbundet med molekylære broer, der dannede par, kæder, og ringe af nanopartikler.

"Når den slags nanostrukturer interagerer med lys, elektronskyer af de tilstødende metalkerner bliver koblet, " forklarer forsker Dr. Eero Hulkko. Koblingen ændrer markant det elektriske felt, hvad molekyler mellem partiklerne føler.

"At studere nanostrukturer, der er veldefinerede på atomniveau, giver os mulighed for at kombinere eksperimentelle og beregningsmetoder på en gnidningsløs måde, " fortsætter Dr. Lauri Lehtovaara, Forskningsstipendiat ved det finske akademi. Vi sigter efter at forstå lys-stof-interaktion i forbundne metalliske nanostrukturer på kvanteniveau. Dybere forståelse er afgørende for udvikling af nye plasmoniske applikationer.

Forskningen fortsætter et langsigtet multidispilinært samarbejde ved Nanoscience Center ved Jyväskylä Universitet.

"Jeg er meget glad for, at vores dedikerede indsats for at studere monolag-beskyttede klynger og deres applikationer har skabt et unikt multidisiplinært ekspertisecenter, som er i stand til kontinuerligt at udgive videnskab med høj effekt, " siger Hannu Häkkinen, en akademiprofessor og leder af Nanoscience Center.