Nanocubes d'argent à auto-assemblage

Nanocubes d'argent
L'argent est l'un des matériaux les plus importants pour les nanostructures en raison de ses performances supérieures. Des nanostructures d'argent ont été synthétisées avec une gamme de formes différentes, notamment des sphères, des disques, des tiges, des fils, des étoiles, des prismes, des bipyramides droites et des cubes. Parmi ceux-ci, les nanocubes monocristallins sont la structure la plus utile, en particulier pour la production de nanocages en or, car les nanocubes en argent servent de modèle sacrificiel.
Synthèse
Des chercheurs de l'Université de Washington ont développé une méthode de synthèse de polyols simple, robuste et polyvalente pour produire des nanocubes d'argent sous forme d'échantillons monodispersés. Ici, les atomes d'argent sont formés en réduisant le précurseur AgNO3 avec de l'éthylène glycol. Une fois que la concentration d'atomes d'argent a atteint le niveau de sursaturation, ils commenceront à nucléer et à se développer en nanostructures d'argent dans la phase de solution. le taux de production de nanocubes d'argent peut être amélioré en ajoutant des traces de sulfure de sodium (Na2S) ou d'hydrosulfure de sodium. La présence d'anions sulfure a considérablement accéléré la synthèse de polyol des nanocubes d'argent en raison d'une augmentation spectaculaire du taux de réduction des ions d'argent.
Auto-assemblage et synthèse
Les nano-ingénieurs de l'UC San Diego ont développé une technique qui permet aux nanocubes d'argent de s'auto-assembler en structures à plus grande échelle pour une utilisation dans de nouveaux capteurs optiques, chimiques et biologiques, des circuits optiques et des antennes et lentilles de nouvelle génération. Les nanocristaux métalliques ont la forme de cubes comme des briques et s'organisent spontanément en structures à plus grande échelle avec des orientations précises les unes par rapport aux autres.
Pour construire des objets tels que des antennes et des lentilles, les chercheurs ont utilisé des nanocristaux métalliques synthétisés chimiquement. Les nanocristaux peuvent être synthétisés sous différentes formes pour construire ces structures en créant de minuscules cubes composés d'argent cristallin qui peuvent confiner la lumière lorsqu'ils sont organisés en groupements multiparticulaires. Le confinement de la lumière dans des volumes ultra-petits pourrait permettre à des capteurs optiques extrêmement sensibles et aux chercheurs de surveiller comment une molécule unique se déplace, réagit et change avec le temps.
Contrôle
Pour contrôler l'organisation des cubes, des chercheurs ont développé une méthode pour greffer des chaînes polymères sur les surfaces des cubes d'argent qui modifient la façon dont les cubes interagissent les uns avec les autres. Normalement, lorsque des objets comme des cubes s'empilent, ils s'entassent côte à côte comme des blocs Tetris. À l'aide de simulations, les chercheurs ont prédit que le fait de placer de courtes chaînes de polymère sur la surface du cube les ferait s'empiler normalement, tandis que le fait de placer de longues chaînes de polymère entraînerait un empilement des cubes bord à bord.
Les chercheurs ont démontré en créant des films macroscopiques de nanocubes avec ces deux orientations différentes et a montré que les films réfléchissaient et transmettaient différentes longueurs d'onde de lumière.
Applications
Les résultats pourraient avoir des implications importantes dans le développement de nouveaux capteurs optiques chimiques et biologiques, où la lumière interagit avec les molécules, et dans les circuits optiques, où la lumière peut être utilisée pour fournir des informations.