I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute hanno sviluppato un nuovo, metodo ultra-semplice per realizzare strati d'oro che misurano solo miliardesimi di metro di spessore. Il processo, che non richiede apparecchiature sofisticate e funziona su quasi tutte le superfici, inclusi i wafer di silicio, potrebbe avere importanti implicazioni per la nanoelettronica e la produzione di semiconduttori.

Sang-Kee Eah, professore a contratto presso il Dipartimento di Fisica, Fisiche applicate, e Astronomia a Rensselaer, e lo studente laureato Matthew N. Martin ha infuso il toluene liquido - un comune solvente industriale - con nanoparticelle d'oro. Le nanoparticelle formano un piatto, strato d'oro ravvicinato sulla superficie del liquido dove incontra l'aria. Mettendo una goccia di questo liquido infuso d'oro su una superficie, e aspettando che il toluene evapori, i ricercatori sono stati in grado di rivestire con successo molte superfici diverse, tra cui un wafer di silicio da 3 pollici, con un monostrato di nanoparticelle d'oro.

"Ci sono stati enormi progressi negli ultimi anni nelle sintesi chimiche delle nanoparticelle colloidali. Tuttavia, fabbricare un film monostrato di nanoparticelle che sia spazialmente uniforme su tutte le scale di lunghezza - dai nanometri ai millimetri - si rivela ancora una bella sfida, " Ha detto Eah. "Speriamo che il nostro nuovo metodo ultra-semplice per la creazione di monostrati ispiri l'immaginazione di altri scienziati e ingegneri per applicazioni sempre più ampie di nanoparticelle d'oro".

Guarda un video dimostrativo di questo nuovo processo di fabbricazione su:

Risultati dello studio, intitolato "Nanoparticelle d'oro cariche in solventi non polari:sintesi in 10 minuti e autoassemblaggio 2-D, " sono stati pubblicati di recente sulla rivista Langmuir .

Mentre altri metodi di sintesi richiedono diverse ore, questo nuovo metodo sintetizza chimicamente nanoparticelle d'oro in soli 10 minuti senza la necessità di alcuna pulizia post-sintesi, Eah ha detto. Inoltre, le nanoparticelle d'oro create in questo modo hanno la proprietà speciale di essere caricate su solventi non polari per l'autoassemblaggio 2-D.

In precedenza, è stato riportato l'autoassemblaggio 2-D di nanoparticelle d'oro in una gocciolina di toluene con ligandi in eccesso, che rallenta e complica il processo di autoassemblaggio. Ciò ha richiesto la rimozione dei ligandi in eccesso non volatili nel vuoto. In contrasto, Il nuovo metodo di Eah assicura che le nanoparticelle d'oro galleggino sulla superficie della goccia di toluene in meno di un secondo, senza bisogno di vuoto. Ci vogliono quindi solo pochi minuti perché la gocciolina di toluene evapori e lasci dietro il monoloayer d'oro.

"L'estensione di questo metodo di autoassemblaggio 2-D di goccioline ad altri tipi di nanoparticelle, come particelle magnetiche e semiconduttrici, è impegnativo ma ha molto potenziale, " Eah ha detto. "Pellicole monostrato di nanoparticelle magnetiche, ad esempio, sono importanti per le applicazioni di memorizzazione dei dati magnetici. Il nostro nuovo metodo potrebbe essere in grado di fornire informazioni su nuove ed entusiasmanti applicazioni".