Smartphone, tablet e display per laptop, obiettivi della fotocamera, dispositivi di biorilevamento, chip integrati e celle solari fotovoltaiche sono tra le applicazioni che potrebbero trarre vantaggio da un metodo innovativo di assemblaggio di nanocristalli introdotto da scienziati australiani.

I nanocristalli hanno una vasta gamma di usi esistenti e potenziali, ma sono spesso realizzati con metodi chimici umidi che presentano sfide quando si cerca di incorporarli efficacemente nei dispositivi.

Però, i ricercatori dell'ARC Center of Excellence in Exciton Science hanno dimostrato un metodo altamente efficiente e controllabile per assemblare singole nanoparticelle direttamente in un modello preconfigurato.

Hanno condiviso i dettagli di questa tecnica in un articolo pubblicato sulla rivista Materiale avanzato che esamina lo stato del campo e riassume il loro nuovo approccio.

Applicando un campo elettrico ad un certo livello di intensità, una tecnica chiamata deposizione elettroforetica (EPD), ricercatori dell'Università di Melbourne e dell'agenzia scientifica nazionale australiana, CSIRO, sono stati in grado di creare un array di nanocristalli singolo quasi perfetto utilizzando nanosfere d'oro o nanotubi d'oro.

E modificando il potenziale applicato ai materiali come parte di questo campo, i ricercatori hanno persino scoperto di essere in grado di stabilire se i nanocristalli si assemblano in configurazioni verticali o orizzontali.

L'autore principale, il signor Heyou Zhang, un dottorato di ricerca candidato, ha dichiarato:"I metodi convenzionali di nanofabbricazione producono normalmente nanostrutture 2-D. Con la capacità di assemblare sia in direzione verticale che orizzontale e con il controllo spaziale delle nanoparticelle sulla superficie, questo metodo offre molte più opportunità per costruire e produrre strutture su scala nanometrica".

Sebbene il manoscritto si concentri sull'assemblaggio di nanocristalli d'oro, la tecnica è stata applicata ai punti quantici dei semiconduttori, nanoparticelle magnetiche e nanoparticelle organiche.

Il prossimo obiettivo della ricerca è la creazione di un singolo interruttore "on-off" a punto quantico, che può far parte di una porta logica o di un pixel di memoria per l'archiviazione di informazioni ad alta densità.

Però, c'è già interesse da parte dei partner industriali anche in altre aree.

"Possiamo usare array di nanocristalli d'oro assemblati come pixel plasmonici, che è un display a colori con elevata purezza e saturazione del colore, "Hai detto.

"Fornisce un colore molto distinto con proprietà dipendenti dall'angolo o dalla polarizzazione, che ha un potenziale come caratteristica di sicurezza o nell'imaging medico."

Heyou ritiene che l'approccio abbia un grande potenziale come metodo di assemblaggio di nanomateriali universale.

Ha detto:"Possiamo usare queste particelle per costruire lenti metalliche riconfigurabili, come le lenti del telefono.

"Lo spessore dell'obiettivo sulla fotocamera del telefono è limitato dalle geometrie ottiche, ma con questo metodo potresti essere in grado di ridurlo fino a dimensioni micrometriche."

Il Centro è alla ricerca di partner che aiutino ad ampliare il nuovo processo EPD.

L'autore senior Professor Paul Mulvaney, direttore dell'ARC Center of Excellence in Exciton Science, disse, "Heyou ha trovato un nuovo approccio alla fabbricazione su larga scala di nanomateriali. Questo metodo di deposizione risolve un ostacolo fondamentale per la nanotecnologia e crea un percorso praticabile per la miniaturizzazione dei dispositivi sia ottici che elettronici".