(Phys.org) - Il monitoraggio più efficace dei livelli di inquinamento sul posto di lavoro è all'orizzonte in seguito allo sviluppo di un nuovo metodo di costruzione per strutture microscopiche in oro.

L'unità di misura per le nanostrutture, un nanometro, è un miliardesimo di metro o circa 1/50, 000 la larghezza di un tipico capello umano. Materiali, compreso l'oro, progettati su questa piccola scala hanno proprietà chimiche e fisiche molto diverse da quelle prodotte su scala più ampia.

Professore associato della Monash University Udo Bach, il suo team del Dipartimento di ingegneria dei materiali e i collaboratori del CSIRO e del sincrotrone australiano hanno utilizzato una strategia dal basso verso l'alto non convenzionale per fabbricare nanostrutture con nanoparticelle d'oro.

Il risultato sono nanostrutture d'oro con capacità superiori che possono essere integrate in apparecchiature di monitoraggio per rilevare la presenza di inquinanti chimici e biologici. Sono 36 volte più sensibili degli attuali substrati di rilevamento commerciali. Le nanostrutture d'oro hanno anche la capacità di assorbire la luce, che apre la strada a un migliore assorbimento dell'energia solare nelle celle solari.

Due strategie principali sono utilizzate per fabbricare nanostrutture. Top-down è un metodo di fabbricazione convenzionale in cui viene realizzato un materiale sfuso per ottenere caratteristiche più piccole, mentre il metodo dal basso verso l'alto inizia con le nanoparticelle per costruire una struttura più grande.

I ricercatori hanno scoperto che l'uso del metodo bottom-up ha dato loro un nuovo grado di libertà per controllare il posizionamento delle nanoparticelle.

"Per sfruttare tutto il potenziale dei nuovi materiali, devono essere sviluppate tecniche che ci permettano di integrarle nei dispositivi di uso quotidiano come i pannelli solari e le apparecchiature per il monitoraggio dell'inquinamento, "Ha detto il Professore Associato Bach.

"Due livelli di controllo sono fondamentali per tali tecniche:la capacità di integrare le nanoparticelle nelle strutture esistenti e la capacità di controllare l'orientamento di questi elementi costitutivi di dimensioni nanometriche per formare matrici ordinate".

L'autore principale e candidato al dottorato Thibaut Thai del Dipartimento di Ingegneria dei Materiali ha affermato che il metodo dal basso verso l'alto era come costruire con i Lego... su scala nanometrica.

"Piccoli blocchi d'oro sono stati uniti insieme fino a raggiungere la struttura finale. Il controllo dell'orientamento dei nanotubi ci ha permesso di costruire nanostrutture più complesse, " ha detto il signor Thai.

"Sviluppando un modo per controllare l'assemblaggio delle nanoparticelle sulle superfici, siamo stati in grado di ridurre il problema dell'integrazione di queste nanostrutture in applicazioni funzionali."

Il professore associato Bach ha affermato che l'uso di questi nuovi array di nanoparticelle non sarebbe limitato alle applicazioni dei sensori. Il team di ricerca si stava ora concentrando sullo sviluppo delle loro proprietà nei circuiti fotonici, che alla fine potrebbe portare ad applicazioni di calcolo ottico.

Il Melbourne Centre for Nanofabrication e l'Australian Synchrotron sono stati entrambi cruciali per il successo di questo progetto.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Angewandte Chemie con una classificazione "Very Important Paper", una valutazione data a meno del cinque per cento degli articoli pubblicati dalla rivista.