Investigadores de la Universidad de California, La Escuela de Ingeniería San Diego Jacobs ha desarrollado una técnica que permite que los nanocristales metálicos se autoensamblen en Materiales complejos para antenas y lentes de próxima generación. Los nanocristales de metal tienen forma de cubo y, como ladrillos o bloques de Tetris, Se organizan espontáneamente en estructuras de mayor escala con orientaciones precisas entre sí. Sus hallazgos fueron publicados en línea el 10 de junio en la revista. Nanotecnología de la naturaleza.

Esta investigación se encuentra en el nuevo campo de la nanoplásmica, donde los investigadores están desarrollando materiales que pueden manipular la luz utilizando estructuras que son más pequeñas que la longitud de onda de la luz misma. Los nanocubos usados ​​en este estudio fueron menores de 0.1 micrones; en comparación, la anchura de un cabello humano es de 100 micrones. Es necesaria una orientación precisa para que los cubos puedan confinar la luz (para una antena a nanoescala) o enfocar la luz (para una lente a nanoescala) en diferentes longitudes de onda.

"Nuestros hallazgos podrían tener implicaciones importantes en el desarrollo de nuevos sensores ópticos químicos y biológicos, donde la luz interactúa con las moléculas, y en circuitos ópticos, donde la luz se puede utilizar para transmitir información, "dijo Andrea Tao, profesor del Departamento de Nanoingeniería de la Escuela Jacobs. Tao colaboró ​​con el profesor de nanoingeniería Gaurav Arya y el investigador postdoctoral Bo Gao.

Para construir objetos como antenas y lentes, El equipo de Tao está utilizando nanocristales metálicos sintetizados químicamente. Los nanocristales se pueden sintetizar en diferentes formas para construir estas estructuras; en este estudio, El equipo de Tao creó pequeños cubos compuestos de plata cristalina que pueden confinar la luz cuando se organizan en grupos de múltiples partículas. Confinar la luz en volúmenes ultrapequeños podría permitir sensores ópticos que son extremadamente sensibles y que podrían permitir a los investigadores monitorear cómo se mueve una sola molécula. reacciona, y cambia con el tiempo.

Para controlar cómo se organizan los cubos, Tao y sus colegas desarrollaron un método para injertar cadenas de polímeros en las superficies de los cubos de plata que modifican la forma en que los cubos interactúan entre sí. Normalmente, cuando se apilan objetos como cubos, se empaquetan uno al lado del otro como bloques de Tetris. Usando simulaciones, El equipo de Tao predijo que colocar cadenas cortas de polímero en la superficie del cubo haría que se apilaran normalmente. mientras que la colocación de largas cadenas de polímero haría que los cubos se apilaran de borde a borde. El enfoque es simple, robusto, y versátil.

Al demostrar su técnica, Los investigadores crearon películas macroscópicas de nanocubos con estas dos orientaciones diferentes y demostraron que las películas reflejaban y transmitían diferentes longitudes de onda de luz.