Controllando la temperatura delle barre di silice man mano che crescono, i ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory del Dipartimento dell'Energia potrebbero gettare le basi per progressi nelle celle solari antiriflesso, monitor per computer, schermi televisivi, occhiali da vista e altro.
L'obiettivo di fabbricare strutture di silice unidimensionali di dimensioni fisse ed essere in grado di controllare con precisione il diametro durante la crescita è sfuggito a lungo agli scienziati. Ora, Panos Datskos e Jaswinder Sharma hanno dimostrato ciò che descrivono come il controllo locale indirizzabile del diametro di ciascun segmento dell'asta di silice.
"In natura, molte strutture complesse si sviluppano e crescono in risposta ai loro ambienti, " disse Sharma, un Wigner Fellow e corrispondente autore del Angewandte Chemie Documento dell'edizione internazionale che delinea il processo. "Per esempio, oltre al genotipo, la forma della conchiglia è anche controllata dall'ambiente locale in molte ostriche e capesante".
Prendendo spunto dalla natura, manipolando la temperatura di reazione durante la crescita, Sharma e il coautore Datskos sono stati in grado di controllare lo spessore mantenendo il controllo di ciascun segmento dell'asta separatamente.
Quando i ricercatori hanno aumentato le temperature di crescita, il diametro del segmento è diventato più piccolo. Aumentando i tempi di incubazione, hanno ottenuto segmenti più lunghi alla stessa temperatura. Temperature più elevate per lo stesso tempo di incubazione hanno prodotto segmenti più lunghi delle barre di silice simili al vetro.
Sembra che la correlazione tra temperatura e diametro sia il risultato della relazione tra la temperatura e la dimensione della gocciolina di emulsione, secondo gli autori, che ha scoperto che maggiore è la temperatura, più piccola è la goccia di emulsione.
I ricercatori prevedono che questa scoperta porti a ulteriori opportunità che richiedono matrici allineate verticalmente di barre di silice per cambiare gradualmente un indice di rifrazione su larga scala. La carta, intitolato "Sintesi di barre di silice segmentate mediante regolazione della temperatura di crescita, " è disponibile all'indirizzo http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201308140/full.
