Para crear nuevas tecnologías de nanomateriales como la iluminación de próxima generación, Deben resolverse los desafíos fundamentales que sustentan la ciencia y la ingeniería de las nanopartículas. Por ejemplo, muchas tecnologías propuestas dependen de la organización de partículas en capas, llamadas películas, que tienen una microestructura precisa. Sin embargo, La fabricación de estas películas es una hazaña difícil de lograr porque es difícil controlar la estructura de los conjuntos de nanopartículas en escalas micrométricas.

Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han encontrado una solución:las nanopartículas se pueden organizar de una manera más predecible, de manera organizada cuando se modifica la superficie con cadenas de polímero. Aprovechando las propiedades organizativas intrínsecas de las correas poliméricas, Las nanopartículas se pueden programar para autoensamblarse en una variedad de estructuras de dominio del tamaño de una micra de forma reversible. Estos hallazgos fueron publicados en la edición del 23 de diciembre de la revista. Avances de la ciencia .

"Hemos demostrado que se pueden controlar las interacciones entre los componentes básicos de las nanopartículas, y, por lo tanto, ahora tiene la capacidad de crear estructuras moleculares con partículas que antes no eran posibles, "dice el profesor de ciencia e ingeniería de materiales de la Universidad Carnegie Mellon, Michael Bockstaller, autor principal del estudio. Los investigadores han demostrado este nuevo enfoque para un sistema de partículas modelo que actuará como banco de pruebas sintéticas para una variedad de otros materiales de nanopartículas. Estos materiales se están investigando para aplicaciones en una variedad de tecnologías de nanomateriales.

"Nadie ha podido controlar las partículas de esta manera antes, por lo que este hallazgo es muy interesante en una amplia gama de tecnologías de materiales basados ​​en nanopartículas, "dice Bockstaller. Los nuevos resultados marcan un importante trampolín para mejorar la eficiencia de tecnologías como sensores y paneles solares. Debido a que estas tecnologías se basan en la organización de partículas para propagar la luz y el calor, Este nuevo hallazgo tiene el potencial de cambiar drásticamente la forma en que funcionan los materiales en el futuro. Por ejemplo, Bockstaller explica que un mejor control sobre la organización de las partículas fluorescentes llamadas materiales cuánticos podría resultar en pantallas de televisión y teléfonos inteligentes más brillantes y energéticamente eficientes.

Avanzando el equipo de investigación tiene planes de explorar la organización de nuevos sistemas de nanopartículas, incluidos los materiales de puntos cuánticos. El equipo, que incluye al profesor de química de la Universidad Carnegie Mellon Krzysztof Matyjaszewski, también espera ampliar aún más el nivel de sofisticación en el control de la morfología y las propiedades de las estructuras de ensamblaje de nanopartículas.

"Esta investigación fundamental abre la puerta para probar un conjunto completamente nuevo de ideas en el ámbito de los materiales basados ​​en nanopartículas, de fotónicos a materiales luminiscentes. Imagínese si pudiéramos cambiar dinámicamente las propiedades de estos materiales de maneras definidas, ", dice Bockstaller." Con nuestro conocimiento de cómo organizar las partículas, esperamos hacer esto posible en el futuro ".

Para más información, ver el Avances de la ciencia artículo:"Clasificación autónoma inducida por ligandos de polímero y separación de fases reversible en mezclas de partículas binarias".