Nanocubos de plata autoensamblables

Nanocubos de plata
La plata es uno de los materiales más importantes para las nanoestructuras debido a su rendimiento superior. Las nanoestructuras de plata se han sintetizado con una variedad de formas diferentes, que incluyen esferas, discos, varillas, cables, estrellas, prismas, bipirámides derechas y cubos. De estos, los nanocubos monocristalinos son la estructura más útil, especialmente para la producción de nanocajas de oro, ya que los nanocubos de plata sirven como plantilla de sacrificio.
Síntesis
Investigadores de la Universidad de Washington han desarrollado un método de síntesis de poliol que es simple, robusto y versátil para producir nanocubos de plata como muestras monodispersas. Aquí los átomos de plata se forman reduciendo el precursor de AgNO3 con etilenglicol. Una vez que la concentración de átomos de plata ha alcanzado el nivel de sobresaturación, comenzarán a nuclearse y crecer en nanoestructuras de plata en la fase de solución. la tasa de producción de nanocubos de plata se puede mejorar agregando una pequeña cantidad de sulfuro de sodio (Na2S) o hidrosulfuro de sodio. La presencia de aniones sulfuro aceleró en gran medida la síntesis de poliol de los nanocubos de plata debido a un aumento dramático en la tasa de reducción del ión de plata.
Autoensamblaje y síntesis
Los nanoingenieros de UC San Diego han desarrollado una técnica que permite a los nanocubos de plata autoensamblarse en estructuras a mayor escala para su uso en nuevos sensores ópticos, químicos y biológicos, circuitos ópticos y antenas y lentes de próxima generación. Los nanocristales de metal tienen forma de cubo como ladrillos y se organizan espontáneamente en estructuras de mayor escala con orientaciones precisas entre sí.
Para construir objetos como antenas y lentes, los investigadores utilizaron nanocristales metálicos sintetizados químicamente. Los nanocristales se pueden sintetizar en diferentes formas para construir estas estructuras mediante la creación de pequeños cubos compuestos de plata cristalina que pueden confinar la luz cuando se organizan en grupos de múltiples partículas. Confinar la luz en volúmenes ultrapequeños podría permitir sensores ópticos que son extremadamente sensibles y permitir a los investigadores monitorear cómo una sola molécula se mueve, reacciona y cambia con el tiempo.
Control .
Para controlar cómo se organizan los cubos, los investigadores desarrollaron un método para injertar cadenas de polímero en las superficies de los cubos de plata que modifican la forma en que los cubos interactúan entre sí. Normalmente, cuando se apilan objetos como cubos, se empaquetan uno al lado del otro como bloques de Tetris. Usando simulaciones, los investigadores predijeron que colocar cadenas cortas de polímero en la superficie del cubo haría que se apilaran normalmente, mientras que colocar cadenas largas de polímero haría que los cubos se apilaran de borde a borde.
Los investigadores demostraron mediante la creación de películas macroscópicas de nanocubos con estas dos orientaciones diferentes y mostraron que las películas reflejaban y transmitían diferentes longitudes de onda de luz.
Aplicaciones
Los hallazgos podrían tener implicaciones importantes en el desarrollo de nuevos sensores ópticos químicos y biológicos, donde la luz interactúa con las moléculas, y en los circuitos ópticos, donde la luz puede usarse para entregar información.