Gli scienziati hanno utilizzato le capacità di imaging della sorgente di sincrotrone ad alta energia Cornell (CHESS) per aiutare a sviluppare display a diodi a emissione di luce avanzati utilizzando metodi di ingegneria dal basso verso l'alto.
Il lavoro in collaborazione tra i ricercatori dell'Università della Florida e CHESS ha portato a un nuovo modo per creare "superparticelle" colloidali da nanobarre orientate di materiali semiconduttori. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Scienza , 19 ottobre.
Il team ha sintetizzato nanotubi con un guscio di seleniuro di cadmio e solfuro di cadmio. Sfruttando le interfacce di mismatch del reticolo dei composti, hanno assemblato queste aste in strutture colloidali periodiche più grandi, chiamate superparticelle.
Le superparticelle mostrano una maggiore emissione di luce e polarizzazione, caratteristiche importanti per la fabbricazione di televisori a LED e schermi di computer. Le superparticelle nucleate possono essere ulteriormente colate in film polarizzati macroscopici. I film potrebbero aumentare l'efficienza della televisione a LED polarizzata e dello schermo del computer fino al 50 percento, dicono i ricercatori.
Il gruppo, che includeva lo scienziato di SCACCHI Zhongwu Wang, ha fatto uso della struttura CHESS per raccogliere dati sulla diffusione dei raggi X a piccoli angoli da campioni all'interno di minuscole celle a incudine di diamante. Hanno usato questa tecnica, in combinazione con la microscopia elettronica a trasmissione ad alta risoluzione, analizzare come i nanotubi con componenti organici attaccati potrebbero essere formati in strutture ben ordinate.
I nanorod si allineano prima all'interno di uno strato come matrici ordinate esagonali. Quindi gli array di nanorod altamente ordinati si comportano come una serie di unità a strati, autoassemblandosi in strutture che mostrano un ordine a lungo raggio mentre crescono in grandi superparticelle. Le superparticelle allungate possono essere allineate in una matrice polimerica in film macroscopici.
Il progetto dimostra come gli scienziati stanno imparando a riconoscere e sfruttare le interazioni anisotrope tra nanobarre, che può essere regolato durante il processo di sintesi, per creare un singolo dominio, particelle aghiformi. Gli autori sperano che il loro lavoro possa portare a nuovi processi di autoassemblaggio per creare nano-oggetti con altre forme anisotrope, magari anche unendo due o più tipologie di oggetti per formare architetture mesoscopiche e macroscopiche ben definite di complessità sempre maggiore.
