Автор AZoNano 18 ноября 2020 г.

]

Ученые разработали новую технику строительства в наномасштабе, которая может помочь в создании эксклюзивных инструментов для защиты от подделки и химического распознавания, которые можно использовать с человеческими глазами.

Впервые исследователи из Центра передового опыта в области экситонной науки ARC успешно расположили крошечные золотые стержни по точным схемам и в количестве, достаточном для практического использования. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Functional Materials .

Эти золотые стержни можно расположить так, чтобы получить диапазон цветов, которые меняются в зависимости от того, как они наблюдаются. Это делает их отличным средством защиты от подделки. Например, если они используются в паспорте или банкноте, они могут быть полезны для таможенных агентов или кассиров.

Кроме того, они могут быть изменены, чтобы они становились разного цвета, когда присутствуют химические вещества, что служит предупреждением об опасных уровнях оксида углерода и других газов. Эти эффекты были отмечены ранее, но было невозможно сделать их такого размера, который можно было бы наблюдать невооруженным глазом. Требовалась новая технология химической сборки.

В доме легко найти подходящие кирпичи. В меньшем масштабе дети могут делать то же самое с Lego. Но как можно построить что-то точно в наномасштабе?

Нанометр примерно равен одной миллиардной размера 1 м. С другой точки зрения, толщина листа бумаги составляет 100 000 нм, а ногти человека растут почти на 1 нм каждую секунду. Следовательно, для решения этой сложной задачи необходимо перейти на субатомный уровень.

Однако Хэю Чжан, ведущий автор исследования и кандидат наук в Мельбурнском университете, применил метод, называемый электрофоретическим осаждением (EPD).

Вся идея моей докторской диссертации состоит в том, чтобы иметь возможность лучше контролировать отдельные наночастицы. Строители строят дома, кирпич за кирпичиком, и каждый кирпич они могут положить там, где захотят. Я хочу использовать наночастицы аналогичным образом. Но в нанометровом масштабе вы не можете перемещать наночастицы самостоятельно. Они невидимы. Вам нужно использовать метод, чтобы толкнуть частицу в определенное положение .

Хэю Чжан, кандидат наук, Мельбурнский университет

В методе EPD к материалам прикладывается электрическое поле определенной напряженности, и используется разделение положительных и отрицательных зарядов, чтобы толкать стержни на место.

У вас есть положительный потенциал, и если частица отрицательна, они притягиваются друг к другу. Если у меня есть положительный потенциал на стороне стены и в стене есть несколько отверстий, частица может притягиваться только к этим отверстиям .

Хэю Чжан, кандидат наук, Мельбурнский университет

Используя эту технику, Хэю и его команда могли создавать коллекции из более чем одного миллиона наностержней на квадратный миллиметр, используя шаблоны по своему выбору.

Помимо защиты от подделки и химического контроля, метод сборки может найти применение в эффективном освещении, смартфонах, возобновляемых источниках энергии и ноутбуках.

Ссылка на журнал:

Zhang, H., и др. . (2020) Прямая сборка вертикально ориентированных массивов золотых наностержней. Современные функциональные материалы . doi.org/10.1002/adfm.202006753.

Источник: https://excitonscience.com/[19459008visible