Al ajustar con precisión la distancia entre las nanopartículas en una sola capa, los investigadores han creado un filtro que puede cambiar entre un espejo y una ventana.
El desarrollo podría ayudar a los científicos a crear materiales especiales cuyas propiedades ópticas se pueden cambiar en tiempo real. Estos materiales podrían luego usarse para aplicaciones desde filtros ópticos sintonizables hasta sensores químicos en miniatura.
Crear un material 'sintonizable', uno que se pueda controlar con precisión, ha sido un desafío debido a las pequeñas escalas involucradas. Para ajustar las propiedades ópticas de una sola capa de nanopartículas, que son solo decenas de nanómetrosen tamaño cada uno: el espacio entre ellos debe establecerse de manera precisa y uniforme.
Para formar la capa, el equipo de investigadores del Imperial College de Londres creó las condiciones para que las nanopartículas de oro se localizaran en la interfaz entre dos líquidos que no se mezclan. Al aplicar un pequeño voltaje a través de la interfaz, el equipo pudo demostrar uncapa de nanopartículas sintonizable que puede ser densa o escasa, lo que permite cambiar entre un espejo reflectante y una superficie transparente. La investigación se publica en Materiales naturales .
El coautor del estudio, el profesor Joshua Edel, del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Es un equilibrio realmente fino: durante mucho tiempo solo pudimos hacer que las nanopartículas se agruparan cuando se ensamblaban, en lugar de estar espaciadas con precisiónPero muchos modelos y experimentos nos han llevado al punto en el que podemos crear una capa realmente sintonizable ".
La distancia entre las nanopartículas determina si la capa permite o refleja diferentes longitudes de onda de luz. En un extremo, todas las longitudes de onda se reflejan y la capa actúa como un espejo. En el otro extremo, donde se dispersan las nanopartículas, todas las longitudes de ondaestán permitidos a través de la interfaz y actúa como una ventana.
A diferencia de los sistemas nanoscópicos anteriores que utilizaban medios químicos para cambiar las propiedades ópticas, el sistema eléctrico del equipo es reversible.
El coautor del estudio, el profesor Alexei Kornyshev, del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Encontrar las condiciones correctas para lograr la reversibilidad requería una teoría fina; de lo contrario, habría sido como buscar una aguja en un pajar. Fue notable cómoestrechamente la teoría coincidió con los resultados experimentales.
El coautor, el profesor Anthony Kucernak, también del Departamento de Química, comentó: "Poner la teoría en práctica puede ser difícil, ya que uno siempre debe estar consciente de los límites de estabilidad del material, por lo que encontrar las condiciones electroquímicas correctas bajo las cuales el efecto podríaocurrir fue un desafío. "
El profesor Kornyshev agregó: "Todo el proyecto solo fue posible gracias al conocimiento, las habilidades y el entusiasmo únicos de los jóvenes miembros del equipo, incluidos el Dr. Yunuen Montelongo y el Dr. Debarata Sikdar, entre otros, que tienen experiencia y antecedentes diversos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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