Un estructurado El filamento mesocal de nanopartículas de oro y carbono formado a través de la AOD en el agua se asemeja intencionalmente al carácter chino de "rey".
Los científicos del Centro de Materiales a Nanoescala y la División de Biociencias de Argonne han demostrado una elegante, y una forma rentable de ensamblar nanopartículas en estructuras más grandes de cualquier forma deseada a voluntad mediante un proceso llamado "ensamblaje dirigido ópticamente".
El ensamblaje dirigido ópticamente (ODA) implica suspensiones de nanopartículas de oro y carbono en agua. Se coloca una pequeña gota de la suspensión en un portaobjetos de vidrio, y un láser de baja potencia se enfoca en una pequeña región dentro de la gota cerca de su superficie. A través de un proceso complejo que involucra trampas ópticas, calefacción, evaporación, flujo de fluido convectivo, e interacciones químicas, las nanopartículas se fusionan cerca del foco láser y cuando el experimentador mueve el foco láser alrededor de la gota, sigue un filamento continuo del material fundido.
Interacciones de nanopartículas de oro y carbono. (a) Imagen TEM de la punta de un filamento de oro y carbono; (b) Imagen TEM de nanopartículas de oro encapsuladas dentro de la punta; (c) Configuración inicial de nanopartículas de oro y carbono para una simulación de dinámica molecular; y (d) resultado de dinámica molecular después de 10 ns que muestra la humectación de una nanopartícula de oro por átomos de carbono en el rango de 450K. Estos resultados indican la posibilidad de encapsulación de nanopartículas de oro por carbono.
Estas notables estructuras permanecen completamente intactas incluso después de drenar el líquido. De esta manera, se pueden formar filamentos “hechos a mano” de longitudes de hasta milímetro y de 10 a 60 veces más anchos que las nanopartículas originales con formas y diseños arbitrarios. Las arquitecturas jerárquicas resultantes pueden ser útiles para una variedad de aplicaciones, incluida la detección biológica, electrónica, óptica, y tecnologías energéticas emergentes. Como primera demostración, los investigadores crearon a mano un glifo microscópico, el símbolo chino para "rey".
La agregación irreversible metal-metal se observa solo cuando hay carbono presente. Los científicos del Grupo de Teoría y Modelado del CNM utilizaron simulaciones de dinámica molecular para modelar configuraciones de nanopartículas de oro y carbono y comportamiento de humectación.
