Gli ingegneri dell'EPFL hanno sviluppato un metodo di ricottura a bassa temperatura che mantiene la struttura dell'oro e dell'argento quando i due metalli vengono combinati in una lega. La loro scoperta si rivelerà utile nella produzione di lenti a contatto, elementi ottici olografici e altri componenti ottici, poiché le nuove leghe riflettono l'intera gamma spettrale.

Oro, argento, rame e alluminio sono ampiamente utilizzati nella produzione di componenti ottici a causa delle loro proprietà riflettenti. L'oro, ad esempio, riflette la luce rossa, mentre l'argento riflette la luce blu. Questi metalli sono anche interessanti per gli scienziati, che li studiano su scala nanometrica, poiché le nanostrutture hanno una risposta ottica completamente diversa rispetto ai materiali sfusi. A questa scala, la luce interagisce in modo diverso rispetto a quanto farebbe con lo stesso metallo in una quantità maggiore, come in un lingotto d'oro. Gli ingegneri del Nanophotonics and Metrology Laboratory (NAM), parte della School of Engineering (STI) dell'EPFL, si sono dati una sfida:sviluppare un materiale che rifletta ogni colore nello spettro.

Combinazione degli effetti ottici di entrambi i metalli

"Ci siamo resi conto che, creando una lega di oro e argento, potevamo combinare gli effetti ottici di entrambi i metalli in un unico materiale", afferma il professor Olivier Martin, a capo del laboratorio. Le leghe d'oro e d'argento convenzionali sono fabbricate ad alte temperature di 800–1.000°C. Ma questo processo altera la forma delle nanostrutture. "Gli attuali metodi di ricottura non mantengono la struttura dei due metalli", spiega Martin. Per aggirare questo problema, gli ingegneri hanno iniziato a sviluppare un metodo di ricottura a bassa temperatura che funzionasse con qualsiasi miscela di leghe.

300 gradi Celsius

In laboratorio, il team di Martin ha prima dimostrato la fattibilità dell'utilizzo di un metodo di ricottura a bassa temperatura per fabbricare una lega d'oro e d'argento. Gli ingegneri hanno riscaldato entrambi i metalli a 300°C per otto ore, quindi a 450° per altri 30 minuti, producendo con successo un film sottile in lega oro-argento. "Utilizziamo strati su scala nanometrica nel nostro processo", afferma Jeonghyeon Kim, Ph.D. studente e membro del gruppo. "Sono incredibilmente sottili." Gli ingegneri hanno scoperto che il loro metodo mantiene le strutture dei due metalli e che il nuovo materiale riflette l'intera gamma spettrale, a seconda della sua composizione. "La ricottura a bassa temperatura produce materiali ben legati ma non altera la forma delle particelle. È come se avessimo unito le proprietà ottiche dell'oro e dell'argento. La nostra lega riflette nuovi colori."

Il team di ricerca ha anche sperimentato diversi rapporti di lega. "Gli effetti ottici cambiano man mano che aggiungiamo più oro o argento alla miscela", afferma Martin. Il loro metodo, che potrebbe essere utilizzato per produrre nuovi strumenti ottici, ha anche più applicazioni quotidiane. "Il nostro materiale potrebbe trovare la sua strada su orologi e quadranti, ad esempio", aggiunge Martin. + Esplora ulteriormente

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