Forskare vid Swinburne University of Technology har upptäckt en instabilitet i guldnanopartiklar som är avgörande för deras tillämpning i framtida teknik.

Guld nanorods är viktiga byggstenar för framtida tillämpningar i solceller, cancerterapi och optiska kretsar.

Men deras stabilitet är ifrågasatt på grund av deras märkliga omformningsbeteende under smältpunkter.

Ett fast ämne ändrar normalt inte sin form om det inte når sin smältpunkt, eller ytsmältpunkter. Det är också känt att smältpunkten för nanopartiklar undertrycks på grund av deras storlek.

Doktoranden Adam Taylor (nu postdoktor vid Swinburne) sa att det kom som en överraskning att omformning observeras långt under dessa smältpunkter. Tills nu, ingen kunde förklara detta märkliga beteende.

"I vårt arbete, vi har upptäckt både teoretiskt och experimentellt att omformningsmekanismen för nanopartiklar under smältpunkten är ytatomdiffusion, snarare än att smälta, " sa mr Taylor.

Ytatomdiffusion är en process som involverar rörelse av molekyler vid fasta materialytor som i allmänhet kan tänkas i termer av partiklar som hoppar mellan intilliggande adsorptionsställen på en yta.

"Ytatomdiffusion har alltid funnits i bulkfasta ämnen, men detta är det första beviset på att dess effekt förstärks i nanostorlek, dominerar över den traditionella teorin om smältning, "Docent James Chon, som övervakar Mr Taylors forskning, sa.

Taylor sa att ju finare nanopartiklar formas, desto mindre stabila blir de.

"Det här är viktigt, till exempel, för tillverkare av solpaneler eftersom ju mer nålliknande dessa nanopartiklar formas desto mindre stabila blir de. Om du lägger dessa partiklar i en solpanel för att koncentrera ljuset kanske de inte håller länge i solen innan de bryts ned, " sa mr Taylor.

"Denna upptäckt kommer att vara avgörande för framtida tillämpningar av guld nanorods, eftersom människor kommer att behöva ompröva sin stabilitet när de appliceras på solceller, cancerterapeutiska medel och optiska kretsar."