(Phys.org) —Forskare från North Carolina State University har utvecklat ett sätt att smälta eller ”svetsa” specifika delar av polymerer genom att bädda in anpassade nanopartiklar i materialen. Deras teknik, som smälter fibrer längs en vald riktning i ett material, kan leda till starkare, mer motståndskraftiga nanofibrer och material.

Fysikerna Jason Bochinski och Laura Clarke, med materialforskaren Joe Tracy, placerade specifikt inriktade guldnanoroder i ett fast material. Guldnanoroder absorberar ljus vid olika våglängder, beroende på nanorodens storlek och orientering, och sedan omvandlar de det absorberade ljuset direkt till värme. I detta fall, nanoroderna utformades för att reagera på ljusvåglängder på 520 nanometer (nm) i en horisontell inriktning och 800 nm vid vertikal inriktning. Människor kan se ljus vid 520 nm (det ser grönt ut), medan 808 nm är i det nära infraröda spektrumet, osynliga för våra ögon.

När de olika våglängderna av ljus applicerades på materialet, de smälte fibrerna längs de valda riktningarna, medan de omgivande fibrerna lämnas i stort sett intakta.

"Att kunna värma material rumsligt på detta sätt ger oss förmågan att manipulera mycket specifika delar av dessa material, eftersom nanoroder lokaliserar värme - det vill säga värmen de producerar påverkar bara nanoroden och dess närmaste omgivning, "Säger Tracy.

Enligt Bochinski, arbetet har också konsekvenser för att optimera material som redan har tillverkats:"Vi kan använda värme i nanoskala för att ändra mekaniska egenskaper hos föremål efterproduktion utan att påverka deras fysiska egenskaper, vilket innebär mer effektivitet och mindre slöseri. "

Forskarnas resultat visas i Partikel- och partikelsystemskarakterisering . Arbetet finansierades med bidrag från National Science Foundation och Sigma Xi. Doktorander Wei-Chen Wu och Somsubhra Maity och tidigare grundstudenten Krystian Kozek bidrog till arbetet.