(PhysOrg.com) -- Un ricercatore di ingegneria presso l'Università dell'Arkansas e i suoi colleghi dell'Università dello Utah hanno scoperto un nuovo metodo per produrre nanoparticelle e nanofilm da utilizzare nello sviluppo di dispositivi elettronici migliori, biosensori e alcuni tipi di microscopi ad alta potenza e altamente specifici utilizzati per la ricerca scientifica.
La ricerca infinita per costruire più velocemente, dispositivi elettronici più efficienti e affidabili iniziano in profondità al di sotto del livello molecolare, dove le nanoparticelle, troppo piccole per essere rilevate dall'occhio umano, costituiscono gli elementi costitutivi dell'hardware di elaborazione più recente. Nel perseguimento di questo obiettivo, scienziati e ingegneri studiano costantemente nuovi materiali e metodi migliori per sviluppare o assemblare questi materiali.
Le nanoparticelle dei ricercatori, fatto di oro e depositato su substrati di silicio mediante un processo chimico unico, sono atossiche e poco costose da realizzare e hanno dimensioni superiori, densità e distribuzione rispetto ad altre nanoparticelle e metodi convenzionali di produzione di nanoparticelle. L'esclusiva tecnica di deposizione ha l'ulteriore vantaggio di poter rivestire rapidamente fragili, superfici tridimensionali e interne alla temperatura e pressione dell'ambiente circostante senza richiedere substrati conduttivi o costosi, apparecchiature sofisticate.
“Utilizzando trattamenti termici successivi, abbiamo caratterizzato le caratteristiche ottiche e strutturali di un economico, da molecola a molecola, approccio dal basso verso l'alto per creare termicamente stabile, complessi di nanoparticelle d'oro su silice, "ha detto Keith Roper, professore associato di ingegneria chimica presso l'Università dell'Arkansas. “Le immagini e l'analisi della microscopia elettronica a scansione e della microscopia a forza atomica hanno rivelato che le densità di particelle sono le più alte riportate fino ad oggi. Il nostro metodo consente anche una preparazione più rapida rispetto all'autoassemblaggio o alla litografia e consente l'assemblaggio diretto di insiemi di nanoparticelle su superfici 3D.
L'approccio unico dei ricercatori migliora un metodo che prevede il deposito di atomi da una soluzione su un substrato con una superficie sensibilizzata allo stagno. I ricercatori utilizzano un nuovo processo di deposizione continua e quindi riscaldano questi atomi depositati per trasformare "isole" di materiale di nanoparticelle nelle forme desiderate. Le nanoparticelle sferiche risultanti possono avere diametri compresi tra 5 e circa 300 nanometri. Un nanometro è un miliardesimo di metro. Un capello umano ha tipicamente un diametro di 70, 000 nanometri.
Roper ha affermato che le immagini microscopiche e i dati spettroscopici suggeriscono che i film ultrasottili preparati con il loro nuovo approccio sono più lisci rispetto ai film d'oro "sputterati" o evaporati convenzionali e possono presentare caratteristiche ottiche migliori, come una ridotta dispersione della rugosità superficiale. Queste caratteristiche sono desiderabili in dispositivi come le celle fotovoltaiche in cui strati metallici stretti influenzano significativamente i campi elettromagnetici locali. Film sottili più lisci potrebbero anche migliorare i limiti di rilevamento, sensibilità e fotocorrente, rispettivamente, in tali applicazioni.
I recenti studi dei ricercatori in questo settore sono stati pubblicati in Langmuir e Journal of Physical Chemistry C , riviste dell'American Chemical Society. I ricercatori hanno ricevuto il brevetto U.S. n. 8, 097, 295 il 17 gennaio per lo sviluppo.
