Usando le nanosfere come punto di partenza, il ricercatore Juan Wang dell'Università di Twente (MESA+ Institute) crea strutture affascinanti che possono avere un'ampia gamma di forme e funzionalità. Possono persino ottenere un bellissimo aspetto simile a un fiore con nanofili collegati da nanosfere d'oro. Le nuove nanostrutture possono essere progettate per rilevare sostanze chimiche o biologiche sulla loro superficie. Hanno proprietà ottiche uniche e possono anche imitare una superficie biologica che attrae o respinge l'acqua.

Costruire con le nanosfere consente di aggiungere funzionalità passo dopo passo. Il punto di partenza più semplice è una sfera in vetro di silice delle dimensioni di poche centinaia di nanometri, mentre il risultato finale può essere una sfera ricoperta di minuscole sfere d'oro o una con nanofili che sporgono, simile al fiore di allium a forma di sfera. Unendo le sfere e creando una superficie 'rugosa', è possibile una superficie di ispirazione bio che ha le caratteristiche appiccicose di un petalo di rosa, o invece il comportamento idrorepellente di una foglia di loto.

Codice colore

Wang descrive altre potenti combinazioni. Poiché le sfere possono agire come cristalli fotonici, riflettendo un colore specifico della luce, in combinazione, possono formare una "filigrana" di colore che non può essere copiata. Nell'analisi dei materiali, la tecnica della risonanza plasmonica superficiale (SPR) viene spesso utilizzata in combinazione con le superfici dorate:ecco perché le sfere ricoperte d'oro sono così interessanti. SPR funziona illuminando la superficie con la luce per attivare gli elettroni:localmente, la luce riflessa fornisce informazioni sulla sostanza sopra l'oro. La combinazione di SPR con il comportamento del cristallo fotonico può persino portare all'analisi dei materiali utilizzando una semplice scansione a colori in cui il cambiamento di colore può essere utilizzato come indicazione delle sostanze legate, Per esempio, nella diagnostica.

Le sfere simili a fiori collegate dai nanofili di silice sono dorate in cima, e hanno speciali proprietà bagnanti. Possono essere utilizzati per la manipolazione di fluidi, Per esempio, nella separazione di olio e acqua, o come componente di base nei microreattori.

Nanofabbricazione dal basso

L'approccio di Wang alla nano-produzione è tipicamente dal basso verso l'alto:inizia con un componente di base e aggiunge funzionalità aggiungendo nuove particelle con scale di lunghezza diverse. Nella maggior parte delle tecniche di nanoproduzione, le strutture sono formate rimuovendo materiale mediante incisione, aggiungendo un nuovo livello, di nuovo incidendo i motivi nel nuovo livello, e così via. Il nuovo, L'approccio bio-ispirato aggiunge una potente piattaforma a campi come la microfluidica, fotonica e ingegneria dei materiali.