(PhysOrg.com) - När guld försvinner från en mycket viktig plats, det brukar betyda problem. På nanoskala, dock, det kan ge mer kunskap om vissa typer av material. En ny upptäckt som gör det möjligt för forskare att ersätta guldnanopartiklar med dummy "distanser" har gjort det möjligt för forskare att skapa material med strukturer som aldrig har setts, vilket kan leda till nya fastigheter.

I en ny studie, forskare under ledning av professor Chad A. Mirkin från Northwestern University använde de högintensiva röntgenstrålarna som tillhandahålls vid beamline 5-ID från Advanced Photon Source (APS) vid US Department of Energy's Argonne National Laboratory för att titta på "nanopartikelsuperlattiser"- välordnade arrangemang av små nanoskala sfärer som kan manipuleras för att inta ett antal olika egenskaper.

Superlattices har flera egenskaper som gör dem särskilt tilltalande för materialvetare, sa nordvästra doktoranden Evelyn Auyeung, en av huvudförfattarna till studien. "Superlattices definieras av det faktum att de upprätthåller en välorganiserad struktur över relativt långa avstånd, "sa hon." Fördelen med en ordnad struktur är att den ger dig en bättre möjlighet att ställa in eller programmera materialets egenskaper. "

I tidigare experiment utförda på Argonne, forskare undersökte effekten av att använda DNA som ett slags lim för att förstärka gitterstrukturen. Det hade visat sig att DNA är ett mångsidigt verktyg som leder nanopartiklar till en mängd olika, två-, och tredimensionella supergaller, där gitterparametern och symmetrier berodde på DNA:s längd, liksom storleken och formerna på de använda partiklarna.

Genom att införliva distanspartikeln - en som inte hade någon oorganisk kärna - i stället för guldnanopartikeln, forskarna kunde omvandla strukturen hos ett kroppscentrerat kubikgitter till ett enkelt kubikgitter. De utökade denna teknik till andra binära gitter och kunde syntetisera många exotiska gitter, inklusive en som inte har någon naturlig eller syntetisk motsvarighet för något känt material. "Genom att använda dessa dummy -partiklar får vi tillgång till ett helt nytt designutrymme, "Sade Auyeung." Nästa steg är att studera den typ av egenskaper som dessa gitter har tack vare olika arrangemang av nanopartiklar. Om vi ​​helt kan undersöka detta designutrymme, vi kanske kommer att få tillgång till några nya framväxande egenskaper från dessa material. "

Advanced Photon Source vid Argonne National Laboratory är en av fyra ljuskällor för synkrotronstrålning som stöds av U.S. Department of Energy's Office of Science. APS är källan till västra halvklotets ljusaste röntgenstrålar för forskning inom praktiskt taget alla vetenskapliga discipliner. Mer än 3, 500 forskare som representerar universitet, industri, och akademiska institutioner från varje amerikansk stat besöker APS varje år för att utföra både tillämpad och grundläggande forskning till stöd för BES -uppdraget.

Resultaten av forskningen publicerades i januarinumret av Naturnanoteknik .