En av de stora utmaningarna inom nanoteknik är den exakta kontrollen av form, storlek och elementär sammansättning av varje enskild nanopartikel. Fysiska metoder kan producera homogena nanopartiklar utan ytkontaminering. Dock, de erbjuder begränsade möjligheter att kontrollera formen och specifika sammansättningen av nanoobjekten när de byggs upp.

Ett samarbete mellan Helsingfors universitet och Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) Graduate University avslöjade att hybrid Au/Fe-nanopartiklar kan växa i en komplex struktur utan motstycke med en enda stegs tillverkningsmetod. Med hjälp av ett beräkningsmodelleringsramverk, grupperna av professor Flyura Djurabekova vid Helsingfors universitet och prof. Sowwan vid OIST lyckades dechiffrera tillväxtmekanismen genom en detaljerad flerstegsmodell.

Elegant kombinerade överväganden om kinetiska och termodynamiska effekter förklarade bildandet av inbäddade guldskikt och den platsspecifika ytgulddekorationen. Dessa resultat öppnar upp en möjlighet att konstruera en mängd hybridnanopartiklar för ett stort antal nya applikationer. Deras forskning publicerades nyligen i den högt rankade open access -tidskriften Avancerad vetenskap .

"När naturen överraskar oss med ett oväntat vackert mönster, vi måste känna igen det och förklara. Detta är sättet att samarbeta med naturen som alltid är redo att lära ut och förväntar sig att vi ska lära oss, "säger Dr Junlei Zhao, en postdoktor i gruppen av professor Djurabekova.

Nu för tiden, forskare kan studera fenomen i nanoskala med stor noggrannhet genom att använda högpresterande datorprogramvara och moderna superdatorinfrastrukturer. Dessa är till stort stöd, inte bara för att främja grundvetenskap utan också för att hitta lovande lösningar för många mänskliga utmaningar.