Nano-flechas de oro forman la base de nuevas superestructuras exóticas

Imagen de microscopio electrónico de barrido de nanoflechas de oro. Crédito:Wang et al., Sci. Adv . 2017; 3:e1701183

(Phys.org) —Un equipo de investigadores de la Universidad de Pekín descubrió que se pueden usar flechas diminutas hechas de oro para crear nuevas superestructuras exóticas. En su artículo publicado en el sitio de acceso abierto Avances de la ciencia , el equipo describe cómo se formaron las nano-flechas y cómo se pueden usar para crear supercristales 2-D y 3-D.

A medida que continúa la búsqueda de nuevos materiales útiles, Los científicos han buscado construcciones inusuales como base sobre la cual construir otros objetos. Un área específica de investigación involucra la búsqueda de materiales que se comporten de cierta manera a nivel nano, particularmente aquellos que responden a la luz (nanofotónica). Esta es una zona los investigadores señalan, que falta en la producción de nanocristales que sean lo suficientemente ajustables y complejos para satisfacer las necesidades del campo en crecimiento. En este nuevo esfuerzo, el grupo ha desarrollado un nuevo tipo de bloque de construcción para crear tales materiales, llamado nano-flechas, se pueden utilizar para crear formaciones cristalinas únicas.

Las nano-flechas, El equipo explica que se formaron a partir de pirámides gemelas de oro conectadas en cada extremo a un eje de cuatro alas también hecho de oro; el equipo las llama nano-flechas de oro uniformes (GNA). Fueron hechos usando un proceso controlado de crecimiento excesivo de nanobarras de oro. El resultado es una flecha de dos puntas extremadamente pequeña con puntas apuntando en direcciones opuestas. La forma única, los investigadores señalan, y el hecho de que sean uniformes, permite la construcción de ensamblajes únicos. Cuando está acostado, los GNA pueden alinearse cara a cara, permitiendo la construcción de supercristales web 2-D interesantes y posiblemente útiles, algunos de los cuales se asemejan a cremalleras y otros a telas tejidas.

Rotación de dos GNA alrededor de los ejes zyx que muestran los modelos geométricos. Crédito:Wang et al., Sci. Adv . 2017; 3:e1701183

Usando las construcciones 2-D como base, el equipo señala además, Es posible crear supercristales tridimensionales muy compactos con diversos grados de estructura de poros o empaquetamiento. También señalan que la aplicación de estimulación electromagnética a tales cristales da como resultado el crecimiento de patrones de cristales exóticos; este método, el equipo afirma, podría abrir la puerta a nuevas vías de investigación que involucren superestructuras de nanopartículas autoensambladas. Añaden además que los productos finales podrían incluir nuevos metamateriales plasmónicos adecuados para su uso en nanofotónica o materiales arquitectónicos reconfigurables.

Proceso de bloqueo y desbloqueo de dos GNA con geometría cóncava. Crédito:Wang et al., Sci. Adv . 2017; 3:e1701183

SC 3D ensamblados por GNA. Imágenes SEM (A1, A2, B1, B2, B3, C1, y C2) y modelos geométricos (A3, A4, B4, C3, y C4) de los SC de Net III (A1 a B4) y Weave III (C1 a C4). Los recuadros muestran los patrones FFT correspondientes. Las facetas que se encuentran contra las facetas de las GNA vecinas están pintadas en azafrán en (A4), (B4), y (C4). Crédito:Wang et al., Sci. Adv . 2017; 3:e1701183