Distribuciones de campo eléctrico en películas de Au mesoporosas bajo excitación de longitud de onda de 532 nm. La distribución del campo eléctrico se toma a 10 nm de profundidad en las películas, en el que se observa claramente una amplitud moderada del campo eléctrico dentro o en el perímetro de los mesoporos.
Las estructuras mesoporosas no metálicas ya han demostrado su potencial para aplicaciones en el almacenamiento de gas, separación, catálisis, intercambio iónico, sintiendo polimerización y administración de fármacos. Las películas mesoporosas metálicas podrían tener propiedades ópticas fascinantes y útiles, ya que son efectivamente lo contrario de las matrices de nanopartículas. Ahora, por primera vez una colaboración de investigadores en Japón, Pavo, Corea y Suecia demuestran un enfoque simple para producir películas metálicas con mesoporos sintonizables regulares, y mostrar su potencial para la detección óptica de alta sensibilidad.
Cuando la luz incide sobre nanoestructuras de metales nobles como el oro, los electrones oscilan colectivamente - un llamado plasmón - y esto mejora enormemente el campo electromagnético cercano. Según el principio de óptica de Babinet, la estructura inversa, una película mesoporosa, debería conducir a mejoras similares del campo electromagnético local, pero como Yamauchi y sus colegas señalan en su informe, Hasta ahora ha sido difícil controlar el crecimiento de cristales de oro lo suficientemente bien como para producir películas mesoporosas.
El éxito de su enfoque se basa en la electroquímica y el autoensamblaje de micelas. Disuelven cloruro de hidrógeno-oro (o ácido cloroáurico, HAuCl4) y poliestireno-bloque-poli (oxietileno) en una solución de tetrahidrofurano, lo que conduce a la formación de micelas con núcleo de poliestireno y cubierta de polioxietileno. Las micelas reducen los iones AuCl4- de modo que el oro se deposita sobre las micelas. El resultado son mesoporos de oro muy regulares con un tamaño que puede ajustarse variando las concentraciones de HAuCl4 y poliestireno-bloque-poli (oxietileno).
Los cálculos mostraron que, de hecho, existen puntos calientes de alta mejora del campo eléctrico en los poros de la estructura, y las resonancias de plasmón se pueden ajustar cambiando el tamaño de los poros. Otros experimentos confirmaron la mejora de la superficie de las firmas espectrales de proteínas, conocido como dispersión Raman mejorada en superficie. Los investigadores concluyen, "El enfoque electroquímico es ampliamente aplicable para incrustar mesoporos uniformes en otros sistemas de metales y aleaciones, que generalmente son difíciles de sintetizar ".
