Al ajustar con precisión la distancia entre las nanopartículas en una sola capa, Los investigadores han creado un filtro que puede cambiar entre un espejo y una ventana.
El desarrollo podría ayudar a los científicos a crear materiales especiales cuyas propiedades ópticas se pueden cambiar en tiempo real. Estos materiales podrían usarse luego para aplicaciones desde filtros ópticos sintonizables hasta sensores químicos en miniatura.
Crear un material 'sintonizable', uno que se pueda controlar con precisión, ha sido un desafío debido a las pequeñas escalas involucradas. Para ajustar las propiedades ópticas de una sola capa de nanopartículas, que tienen solo decenas de nanómetros de tamaño cada una, el espacio entre ellas debe establecerse de manera precisa y uniforme.
Para formar la capa, El equipo de investigadores del Imperial College de Londres creó las condiciones para que las nanopartículas de oro se localizaran en la interfaz entre dos líquidos que no se mezclan. Aplicando un pequeño voltaje a través de la interfaz, el equipo ha podido demostrar una capa de nanopartículas sintonizable que puede ser densa o escasa, permitiendo cambiar entre un espejo reflectante y una superficie transparente. La investigación se publica hoy en Materiales de la naturaleza .
El coautor del estudio, el profesor Joshua Edel, del Departamento de Química de Imperial, dijo:"Es un equilibrio realmente fino:durante mucho tiempo solo pudimos hacer que las nanopartículas se agruparan cuando se ensamblaban, en lugar de estar espaciados con precisión. Pero muchos modelos y experimentos nos han llevado al punto en el que podemos crear una capa verdaderamente sintonizable ".
La distancia entre las nanopartículas determina si la capa permite o refleja diferentes longitudes de onda de luz. En un extremo, todas las longitudes de onda se reflejan, y la capa actúa como un espejo. En el otro extremo, donde se dispersan las nanopartículas, todas las longitudes de onda están permitidas a través de la interfaz y actúa como una ventana.
A diferencia de los sistemas nanoscópicos anteriores que utilizaban medios químicos para cambiar las propiedades ópticas, El sistema eléctrico del equipo es reversible.
El coautor del estudio, el profesor Alexei Kornyshev, del Departamento de Química de Imperial, dijo:"Encontrar las condiciones correctas para lograr la reversibilidad requería una teoría fina; de lo contrario, habría sido como buscar una aguja en un pajar. Fue notable lo cerca que coincidía la teoría con los resultados experimentales".
El coautor, el profesor Anthony Kucernak, también del Departamento de Química, comentó:"Poner la teoría en práctica puede ser difícil, como siempre hay que tener en cuenta los límites de estabilidad del material, así que encontrar las condiciones electroquímicas correctas bajo las cuales podría ocurrir el efecto fue un desafío ".
El profesor Kornyshev agregó:"Todo el proyecto solo fue posible gracias al conocimiento, las habilidades y el entusiasmo únicos de los jóvenes miembros del equipo, incluidos el Dr. Yunuen Montelongo y el Dr. Debarata Sikdar, entre otros, todos con experiencia y experiencia diversas ".
