(PhysOrg.com) -- Sembrano 2 per 4, ma i materiali creati in un laboratorio della Rice University sono più adatti alla costruzione con la luce.

Il ricercatore Jason Hafner li chiama "nanocinture, " microscopiche strisce d'oro che potrebbero diventare parte di sensori altamente sintonizzabili o dispositivi nanomedicali.

Hafner, professore associato di fisica e astronomia e di chimica, e i suoi colleghi hanno riportato la loro scoperta online questa settimana sulla rivista dell'American Chemical Society Nano lettere .

Le nanobelt rappresentano un modo unico per manipolare la luce su scala microscopica. Si uniscono nanoparticelle più piccole come nanotubi d'oro e nanoshell che possono essere sintonizzati per assorbire fortemente la luce a determinate lunghezze d'onda e quindi dirigere la luce intorno o emetterla in direzioni specifiche.

L'effetto è dovuto ai plasmoni di superficie, che si verificano quando gli elettroni liberi in un metallo o in un dielettrico drogato interagiscono fortemente con la luce. Quando richiesto da un laser, il sole o altra fonte di energia, oscillano come increspature su uno stagno e riemettono energia sotto forma di luce o calore. Sono al centro di molte ricerche per i loro potenziali benefici nelle applicazioni biomediche, rilevamento molecolare e microelettronica.

Le nanobelt sono uniche perché le onde plasmoniche si verificano su tutta la loro larghezza, non lungo la loro lunghezza, ha detto Hafner. "La mia intuizione dice che non è probabile. Perché dovresti ottenere una forte risonanza nella direzione corta quando gli elettroni possono andare lunghi? Ma è quello che succede."

Le nanobelt diffondono la luce a una particolare lunghezza d'onda (o colore), a seconda delle proporzioni delle loro sezioni trasversali - larghezza divisa per altezza. Ciò li rende altamente sintonizzabili, Hafner ha detto, controllando quel rapporto di aspetto.

Si è affrettato a sottolineare che il suo laboratorio non ha realizzato le prime nanocinture d'oro. "Abbiamo prima cercato nella letteratura un modo per creare una struttura che potesse avere una forte risonanza, perché volevamo un grande miglioramento del campo, " Egli ha detto, riferendosi a una tecnica che utilizza per caratterizzare l'effetto dell'ambiente locale sulle emissioni di nanoparticelle.

Il team ha trovato ciò che stava cercando in un articolo di Langmuir del 2008 di un team dell'Università di Pechino. "Hanno fatto la stessa struttura, ma non hanno guardato troppo da vicino le proprietà ottiche, " ha detto. "Hanno fatto un bellissimo lavoro per scoprire la struttura cristallina e la direzione di crescita, e hanno dimostrato l'uso di nanocinture nella catalisi.

"Non appena abbiamo esaminato il campione in un microscopio a campo oscuro, abbiamo visto subito i colori. Non potevamo crederci".

Hafner, un allume di Rice del 1996 che ha studiato con il defunto premio Nobel Richard Smalley, ha detto che la crescita di nanocinture è un processo lento. Ci vogliono 12 ore per sintetizzare un lotto di nanocinture, che sembrano crescere in grappoli da un nucleo centrale.

Il team ha sviluppato nanonastri lunghi fino a 100 micron che vanno da sezioni trasversali quadrate di base - 25 x 25 nanometri - a appiattite, a 100 nanometri di larghezza per 17 nanometri di altezza. Hanno scoperto che più piatta è la nanocintura, più la luce diffusa si spostava verso il rosso.

"Le persone hanno studiato gli elettroni che si muovono a lungo in questo tipo di materiali, ma quando diventano troppo lunghe, le risonanze si staccano dal visibile e i picchi diventano così ampi che non c'è più risonanza acuta, " Hafner ha detto. "Stiamo attraversando la nanocintura, quindi la lunghezza non ha importanza. La nanocintura potrebbe essere lunga un metro e mostrare ancora una forte risonanza plasmonica".

I coautori del documento sono gli studenti laureati Lindsey Anderson, Courtney Payne e Yu-Rong Zhen e Peter Nordlander, professore di fisica e astronomia e di ingegneria elettrica e informatica.