I ricercatori australiani dell'Università di Adelaide hanno sviluppato un metodo per incorporare nanoparticelle che emettono luce nel vetro senza perdere nessuna delle loro proprietà uniche:un passo importante verso applicazioni di "vetro intelligente" come schermi di visualizzazione 3D o sensori di radiazioni remoti.

Questo nuovo "vetro ibrido" combina con successo le proprietà di queste speciali nanoparticelle luminescenti (o emettitrici di luce) con i ben noti aspetti del vetro, come la trasparenza e la possibilità di essere lavorata in varie forme comprese fibre ottiche molto fini.

La ricerca, in collaborazione con Macquarie University e University of Melbourne, è stato pubblicato online sulla rivista Materiali ottici avanzati .

"Queste nuove nanoparticelle luminescenti, chiamate nanoparticelle di conversione, sono diventati candidati promettenti per un'intera varietà di applicazioni ultra-tecnologiche come il rilevamento biologico, imaging biomedico e display volumetrici 3D, ", afferma l'autore principale, il dott. Tim Zhao, dalla School of Physical Sciences e Institute for Photonics and Advanced Sensing (IPAS) dell'Università di Adelaide.

"Integrando queste nanoparticelle nel vetro, che di solito è inerte, apre possibilità entusiasmanti per nuovi materiali e dispositivi ibridi che possono sfruttare le proprietà delle nanoparticelle in modi che non siamo stati in grado di fare prima. Per esempio, i neuroscienziati attualmente usano coloranti iniettati nel cervello e laser per essere in grado di guidare una pipetta di vetro verso il sito a cui sono interessati. Se le nanoparticelle fluorescenti fossero incorporate nelle pipette di vetro, la luminescenza unica del vetro ibrido potrebbe agire come una torcia per guidare la pipetta direttamente ai singoli neuroni di interesse".

Sebbene questo metodo sia stato sviluppato con nanoparticelle di conversione, i ricercatori ritengono che il loro nuovo approccio al "doping diretto" possa essere generalizzato ad altre nanoparticelle con un'interessante fotonica, proprietà elettroniche e magnetiche. Ci saranno molte applicazioni, a seconda delle proprietà della nanoparticella.

"Se infondiamo nel vetro una nanoparticella sensibile alle radiazioni e poi trasformiamo quel vetro ibrido in una fibra, potremmo avere un sensore remoto adatto agli impianti nucleari, "dice il dottor Zhao.

Ad oggi, il metodo utilizzato per integrare le nanoparticelle di conversione nel vetro si è basato sulla crescita in situ delle nanoparticelle all'interno del vetro.

"Abbiamo visto notevoli progressi in questo settore, ma il controllo sulle nanoparticelle e sulle composizioni del vetro è stato limitato, limitando lo sviluppo di molte applicazioni proposte, " afferma il leader del progetto, il professor Heike Ebendorff-Heideprem, Vicedirettore dell'IPAS.

"Con il nostro nuovo metodo di doping diretto, che consiste nel sintetizzare separatamente le nanoparticelle e il vetro e poi combinarli usando le giuste condizioni, siamo riusciti a mantenere le nanoparticelle intatte e ben disperse nel vetro. Le nanoparticelle rimangono funzionali e la trasparenza del vetro è ancora molto vicina alla sua qualità originale. Ci stiamo dirigendo verso un mondo completamente nuovo di vetro ibrido e dispositivi per tecnologie basate sulla luce".