Distribuzioni del campo elettrico su film di Au mesoporoso sotto eccitazione di lunghezza d'onda di 532 nm. La distribuzione del campo elettrico è presa da 10 nm di profondità nei film, in cui si osserva chiaramente una moderata ampiezza di campo elettrico all'interno o al perimetro dei mesopori.
Le strutture mesoporose non metalliche hanno già dimostrato il potenziale per applicazioni nello stoccaggio di gas, separazione, catalisi, scambio ionico, rilevamento, polimerizzazione e somministrazione di farmaci. I film metallici mesoporosi potrebbero avere proprietà ottiche affascinanti e utili in quanto sono effettivamente l'inverso degli array di nanoparticelle. Ora per la prima volta una collaborazione di ricercatori in Giappone, Tacchino, La Corea e la Svezia dimostrano un approccio semplice per la produzione di film metallici con mesopori regolabili regolari, e mostrano il loro potenziale per il rilevamento ottico ad alta sensibilità.
Quando la luce incide su nanostrutture di metalli nobili come l'oro, gli elettroni oscillano collettivamente – un cosiddetto plasmone – e questo aumenta notevolmente il campo elettromagnetico nelle vicinanze. Secondo il principio di Babinet in ottica, la struttura inversa - un film mesoporoso - dovrebbe portare a simili miglioramenti del campo elettromagnetico locale, ma come sottolineano Yamauchi e i suoi colleghi nel loro rapporto, controllare la crescita dei cristalli d'oro abbastanza bene da produrre film mesoporosi è stato finora difficile.
Il successo del loro approccio si basa sull'elettrochimica e sull'autoassemblaggio delle micelle. Dissolvono l'idrogeno cloruro d'oro (o acido cloroaurico, HAuCl4) e polistirene-blocco-poli(ossietilene) in una soluzione di tetraidrofurano, che porta alla formazione di micelle con nucleo in polistirene e guscio in poliossietilene. Le micelle riducono gli ioni AuCl4- in modo che l'oro si depositi sulle micelle. Il risultato sono mesopori d'oro molto regolari con una dimensione che può essere regolata variando le concentrazioni di HAuCl4 e polistirene-blocco-poli(ossietilene).
I calcoli hanno mostrato che nei pori della struttura esistono effettivamente punti caldi di elevato potenziamento del campo elettrico, e le risonanze plasmoniche possono essere sintonizzate modificando la dimensione dei pori. Ulteriori esperimenti hanno confermato il miglioramento della superficie delle firme spettrali delle proteine, noto come scattering Raman con superficie migliorata. I ricercatori concludono, "L'approccio elettrochimico è ampiamente applicabile per incorporare mesopori uniformi in altri sistemi di metalli e leghe, che sono generalmente difficili da sintetizzare."
