Scienziati dell'Istituto di ricerca e ingegneria dei materiali di Singapore (IMRE) e dell'Università nazionale di Singapore (NUS) hanno creato un nuovo metodo chimico che consente lo sviluppo di una varietà di minuscoli contatti metallo-semiconduttore conduttori di luce. Questi componenti di dimensioni nanometriche sensibili alla luce potrebbero aiutare a creare etichette di bioimmagini e fotocatalizzatori migliori utilizzati nelle celle a combustibile.
Attaccare una pallina su un paletto potrebbe sembrare semplice, ma prova a farlo su una scala un miliardo di volte più piccola. I ricercatori hanno realizzato per un po' di tempo caratteristiche di palo semiconduttore a sfera in metallo di dimensioni nanometriche "simili a fiammiferi" con proprietà sensibili alla luce, ma con grande difficoltà e rigide limitazioni sul tipo di metalli che possono essere utilizzati. La forma "a fiammifero" viene utilizzata perché le estremità di un polo semiconduttore sono risultate più chimicamente reattive rispetto ad altre forme, consentendo così ai metalli di essere depositati più facilmente. Scienziati di IMRE e NUS hanno recentemente scoperto un processo chimico che non solo è più semplice da eseguire, ma amplia notevolmente la gamma di metalli diversi che possono essere accoppiati ai semiconduttori. Questo apre la strada a strutture di dimensioni nanometriche con proprietà fotoconduttive migliorate o con funzioni completamente nuove. Per esempio, le nuove nanostrutture sintetizzate chimicamente dai ricercatori possono essere ulteriormente sviluppate come etichette per applicazioni di bio-imaging potenziate come la risonanza magnetica (MRI), fluorescenza e imaging in campo oscuro.
Riferendosi alla possibilità delle nanostrutture utilizzate per migliorare le attuali tecniche di bioimaging, Dottor Chan Yin Thai, uno scienziato IMRE, spiegato, "La svolta potrebbe consentire a più modalità di imaging di essere supportate da una singola etichetta, che possono migliorare significativamente le attuali capacità di imaging e dare origine a potenti strumenti diagnostici”.
Le caratteristiche del polo metallo-semiconduttore fotosensibile hanno anche proprietà fotocatalitiche intrinsecamente buone, dove le reazioni chimiche sono innescate dalla luce. Per il momento, i ricercatori stanno cercando di utilizzare il nuovo metodo per produrre materiali con applicazioni fotocatalitiche "verdi", ad esempio, materiali che migliorano la scissione dell'acqua per produrre idrogeno in modo più efficiente per le celle a combustibile; e materiali che degradano attivamente gli inquinanti ambientali su superfici esposte come edifici e automobili.
“Lo sviluppo di nanostrutture metallo-semiconduttore da utilizzare nei dispositivi è ancora agli inizi, ma l'accesso a una grande varietà di metalli diversi apre davvero le porte a un vasto numero di possibilità di esplorazione scientifica ed è una pietra miliare cruciale per garantire la continua ricerca e sviluppo, "Il dottor Chan ha spiegato.
Gli scienziati hanno utilizzato un nuovo approccio per sviluppare il nuovo metodo, sfruttando le proprietà fotosensibili del "polo" del semiconduttore. Mettendo particelle d'oro sul "palo" e poi trattandolo con luce UV, gli scienziati IMRE e NUS hanno scoperto che questo ha reso più facile attaccare una maggiore varietà di metalli, utilizzando solo prodotti chimici delicati. Prima del successo di questa ricerca, i metalli che potevano essere usati per la "palla" erano limitati. Le sostanze chimiche necessarie nel trattamento convenzionale dovevano essere blande in modo da non degradare il "polo" del semiconduttore. La degradazione del 'polo' influenzerebbe le proprietà fotocatalitiche della struttura. Ciò limitava la varietà di metalli che potevano essere utilizzati poiché i metalli più duri non potevano essere fissati sul "palo" utilizzando i prodotti chimici delicati.
