Nanocubos de prata que se auto-montam

Nanocubos de prata
A prata é um dos materiais mais importantes para nanoestruturas devido ao seu desempenho superior. As nanoestruturas de prata foram sintetizadas com uma variedade de formatos diferentes, incluindo esferas, discos, hastes, fios, estrelas, prismas, bipiramides direitas e cubos. Destes, os nanocubos de cristal único são a estrutura mais útil, particularmente para a produção de nanocubos de ouro, visto que os nanocubos de prata servem como um modelo de sacrifício.
Síntese
Pesquisadores da Universidade de Washington desenvolveram um método de síntese de poliol que é simples, robusto e versátil para a produção de nanocubos de prata como amostras monodispersas. Aqui, os átomos de prata são formados pela redução do precursor AgNO3 com etilenoglicol. Uma vez que a concentração de átomos de prata atingiu o nível de supersaturação, eles começarão a nuclear e crescer em nanoestruturas de prata na fase de solução. a taxa de produção de nanocubos de prata pode ser melhorada adicionando uma pequena quantidade de sulfeto de sódio (Na2S) ou hidrossulfeto de sódio. A presença de ânions de sulfeto acelerou muito a síntese de poliol de nanocubos de prata devido a um aumento dramático na taxa de redução do íon de prata.
Auto-montagem e síntese
Os nanoengenheiros da UC San Diego desenvolveram uma técnica que permite aos nanocubos de prata se automontarem em estruturas de grande escala para uso em novos sensores ópticos, químicos e biológicos, circuitos ópticos e antenas e lentes de próxima geração. Os nanocristais de metal têm a forma de um cubo como tijolos e se organizam espontaneamente em estruturas de grande escala com orientações precisas umas em relação às outras.
Para construir objetos como antenas e lentes, os pesquisadores usaram nanocristais de metal sintetizados quimicamente. Os nanocristais podem ser sintetizados em diferentes formas para construir essas estruturas, criando minúsculos cubos compostos de prata cristalina que podem confinar a luz quando organizados em grupos de multipartículas. Confinar a luz em volumes ultrapequenos pode permitir sensores ópticos extremamente sensíveis e permitir que os pesquisadores monitorem como uma única molécula se move, reage e muda com o tempo.
Controle
Para controlar como os cubos se organizam, os pesquisadores desenvolveram um método para enxertar cadeias de polímeros nas superfícies dos cubos de prata que modificam a forma como os cubos interagem entre si. Normalmente, quando objetos como cubos se empilham, eles empacotam lado a lado como blocos de Tetris. Usando simulações, os pesquisadores previram que colocar cadeias de polímero curtas na superfície do cubo faria com que eles se empilhassem normalmente, enquanto a colocação de cadeias de polímero longas faria com que os cubos se empilhassem de ponta a ponta.
Os pesquisadores demonstraram criando filmes macroscópicos de nanocubos com essas duas orientações diferentes e mostraram que os filmes refletiam e transmitiam diferentes comprimentos de onda de luz.
Aplicações
As descobertas podem ter implicações importantes no desenvolvimento de novos sensores ópticos, químicos e biológicos, onde a luz interage com as moléculas, e nos circuitos ópticos, onde a luz pode ser usada para fornecer informações.