Precis som trädgårdsmästare kan använda "tillväxtlampor" för att stimulera växttillväxt, materialforskare kan nu främja enhetlig tillväxt av dekaedronformade silver-nanopartiklar medan de är i lösning. Dessa fasta ämnen med 10 ansikten, endast tiotals nanometer i storlek (se bild), kan förbättra teknik för bioavbildning och biosensering. Den nya fotoassisterade metoden för användning under kristalltillväxt utvecklades av Xia Yu från Singapore Institute of Manufacturing Technology och samarbetspartners i Hong Kong och Singapore.

Yu och hennes medarbetare baserade sin metod på ett fenomen som kallas lokaliserade ytplasmoner, som är synkrona rörelser av elektroner som uppstår, till exempel, vid gränssnitt mellan metall och luft. Använda plasmoner på ytan av silvernanopartiklar, forskarna lyckades specifikt odla dessa partiklar för att vara decahedronformade och enhetliga i storlek. Deras idé var baserad på tidigare arbete, som visade att kristalltillväxt av dekaedriska silver-nanopartiklar kan underlättas av vitt ljus.

Forskarna riktade in sig på plasmonerna mer specifikt:snarare än att använda vitt ljus, som innehåller våglängder över det synliga spektrumet, de använde ljus med ett relativt smalt spektrum, skräddarsydd för frekvensen av de lokaliserade ytplasmonerna. Yu och medarbetare testade en rad ljusemitterande dioder (lysdioder) med olika våglängder och fann att belysning med smalbandiga ljuskällor verkligen hjälpte till att odla enhetliga silver-nanodekaedroner. "Också, när prekursorlösningar som innehåller mycket små fröpartiklar bestrålas med ljus med olika våglängder, vi kan bilda silvernanopartiklar av andra former, "säger Yu.

Under den fotoassisterade tillväxtprocessen, partiklar av varierande storlek bildades initialt, men under flera timmar nådde de en enhetlig storlek. Några av silver -nanodekaedronerna växer initialt till en relativt stor storlek. Även om dessa partiklar är instabila, de är användbara, enligt Yu. "Silveratomerna på deras yta etsas bort och fungerar sedan som en källa till silveratomer för mindre nanodekaedroner, "förklarar hon." Denna dynamiska process stabiliseras efter långvarig bestrålning och slutligen har vi enhetliga silver -nanodekaedroner. "

Yu och hennes medarbetare utforskar nu praktiska användningsområden för sina partiklar. "Silver nanodekaedroner förbättrar starkt elektriska fält när de är upplysta med ljus, "noterar hon. Det här kan användas, till exempel, för att upptäcka spårmängden molekyler på en fast yta. Kompositmaterial som innehåller lagets partiklar kan också appliceras på teknik för bioavbildning och biosensering, där ljusets interaktion med dessa material kan hjälpa till att visualisera, till exempel, anatomiska strukturer, eller för att upptäcka små mängder molekyler.