(Phys.org) —El monitoreo más efectivo de los niveles de contaminación en el lugar de trabajo está en el horizonte luego del desarrollo de un nuevo método de construcción para estructuras microscópicas hechas de oro.

La unidad de medida para nanoestructuras, un nanómetro, es una mil millonésima parte de un metro o aproximadamente 1/50, 000 el ancho de un cabello humano típico. Materiales incluido el oro, Los fabricados a esta pequeña escala tienen propiedades químicas y físicas muy diferentes a los fabricados a mayor escala.

El profesor asociado de la Universidad de Monash, Udo Bach, Su equipo del Departamento de Ingeniería de Materiales y colaboradores de CSIRO y el Sincrotrón de Australia han utilizado una estrategia ascendente poco convencional para fabricar nanoestructuras con nanopartículas de oro.

El resultado son nanoestructuras de oro con capacidades superiores que pueden integrarse en equipos de monitoreo para detectar la presencia de contaminantes químicos y biológicos. Son 36 veces más sensibles que los sustratos de detección comerciales actuales. Las nanoestructuras de oro también tienen la capacidad de absorber luz, que abre el camino para una mejor absorción de la energía solar en las células solares.

Se utilizan dos estrategias principales para fabricar nanoestructuras. De arriba hacia abajo es un método de fabricación convencional en el que se elabora un material a granel para obtener características más pequeñas, mientras que el método ascendente comienza con nanopartículas para construir una estructura más grande.

Los investigadores encontraron que el uso del método ascendente les dio un nuevo grado de libertad para controlar la ubicación de las nanopartículas.

"Para aprovechar todo el potencial de los materiales novedosos, Es necesario desarrollar técnicas que nos permitan integrarlas en dispositivos cotidianos como paneles solares y equipos de control de la contaminación. "Dijo el profesor asociado Bach.

"Dos niveles de control son críticos para tales técnicas:la capacidad de integrar nanopartículas en estructuras existentes y la capacidad de controlar la orientación de estos bloques de construcción de tamaño nanométrico para formar matrices ordenadas".

El autor principal y candidato a doctorado Thibaut Thai del Departamento de Ingeniería de Materiales dijo que el método ascendente era como construir con Lego ... a nanoescala.

"Se unieron pequeños bloques de oro hasta que se alcanzó la estructura final. El control de la orientación de las nanovarillas nos permitió construir nanoestructuras más complejas, "Dijo el Sr. Thai.

"Al desarrollar una forma de controlar el ensamblaje de las nanopartículas en las superficies, pudimos reducir el problema de integrar estas nanoestructuras en aplicaciones funcionales ".

El profesor asociado Bach dijo que el uso de estas nuevas matrices de nanopartículas no se limitaría a las aplicaciones de sensores. El equipo de investigación ahora se estaba enfocando en desarrollar sus propiedades en circuitos fotónicos, que en última instancia podría conducir a aplicaciones de computación óptica.

El Melbourne Centre for Nanofabrication y el Australian Synchrotron fueron cruciales para el éxito de este proyecto.

Los resultados de la investigación se publicaron en Angewandte Chemie con una clasificación de "Papel muy importante", calificación otorgada a menos del cinco por ciento de los artículos que publica la revista.