La luz polarizada calienta y funde de forma selectiva las nanofibras que contienen nanobarras de oro alineadas dentro de una estera rayada cuando la dirección de polarización es paralela a la dirección de las nanofibras. Crédito:Joe Tracy, Universidad Estatal de Carolina del Norte
(Phys.org) - Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado una forma de fundir o "soldar" porciones específicas de polímeros mediante la incorporación de nanopartículas alineadas dentro de los materiales. Su técnica, que funde fibras a lo largo de una dirección elegida dentro de un material, puede conducir a más fuerte, nanofibras y materiales más resistentes.
Los físicos Jason Bochinski y Laura Clarke, con el científico de materiales Joe Tracy, colocadas nanobarras de oro alineadas específicamente dentro de un material sólido. Las nanovarillas de oro absorben la luz en diferentes longitudes de onda, dependiendo del tamaño y la orientación de la nanovarilla, y luego convierten esa luz absorbida directamente en calor. En este caso, las nanovarillas fueron diseñadas para responder a longitudes de onda de luz de 520 nanómetros (nm) en una alineación horizontal y 800 nm cuando están alineadas verticalmente. Los seres humanos pueden ver la luz a 520 nm (se ve verde), mientras que 808 nm está en el espectro del infrarrojo cercano, invisible a nuestros ojos.
Cuando se aplicaron las diferentes longitudes de onda de luz al material, derritieron las fibras en las direcciones elegidas, dejando las fibras circundantes prácticamente intactas.
"Poder calentar materiales espacialmente de esta manera nos da la capacidad de manipular porciones muy específicas de estos materiales, porque las nanovarillas localizan el calor, es decir, el calor que producen solo afecta a la nanovarilla y su entorno inmediato, "Dice Tracy.
Según Bochinski, El trabajo también tiene implicaciones para optimizar materiales que ya han sido fabricados:"Podemos utilizar el calor a nanoescala para cambiar las características mecánicas de los objetos en postproducción sin afectar sus propiedades físicas". lo que significa más eficiencia y menos desperdicio ".
Los hallazgos de los investigadores aparecen en Caracterización de partículas y sistemas de partículas . El trabajo fue financiado por subvenciones de la National Science Foundation y Sigma Xi. Los estudiantes de posgrado Wei-Chen Wu y Somsubhra Maity y el ex estudiante de pregrado Krystian Kozek contribuyeron al trabajo.
