En demonstration av optiska effekter gjorde det möjligt att använda nanoskala monteringsmetoden för att rikta guld nanorods i ett material. Olika färger blir synliga för betraktaren när vinkeln på prototypenheten ändras. Kredit:Heyou Zhang (Exciton Science)
Särskilda verktyg för att bekämpa förfalskning och kemisk avkänning som vi kan använda med våra ögon skulle kunna skapas tack vare en ny byggmetod i nanoskala.
I en världsnyhet, forskare vid ARC Center of Excellence in Exciton Science har kunnat ordna små stavar gjorda av guld i exakta mönster, och i antal som är tillräckligt stora för praktisk användning. Resultaten har publicerats i tidskriften Avancerade funktionella material .
Viktigt, dessa guldstavar kan arrangeras för att generera en mängd olika färger, som förändras beroende på hur de ses.
Det gör dem till en utmärkt funktion mot förfalskning. Till exempel, om det används på en sedel eller pass, de kan vara till hjälp för kassörskor eller tullombud.
De kan också modifieras för att få olika färger i närvaro av kemikalier, fungerar som en varning för farliga nivåer av kolmonoxid och andra gaser.
Även om dessa effekter har observerats tidigare, det var inte möjligt att göra dem i en storlek som var synlig för blotta ögat. Ett nytt tillvägagångssätt för kemisk montering behövdes.
Tänk på detta:Att få tegelstenarna i ett hus att matcha är tillräckligt enkelt. Gå lite mindre, och barn kan göra samma sak med Lego. Men hur bygger man saker exakt på nanoskala?
En nanometer är ungefär en miljarddel så stor som en meter. För att sätta saker i perspektiv, ett pappersark är cirka 100, 000 nanometer tjock, och dina naglar växer ungefär en nanometer varje sekund. Så, om du inte är Ant Man och kan krympa till subatomär nivå, det är en tuff uppgift.
Men lyckligtvis, du behöver inte vara en hämnare för att få jobbet gjort. Huvudförfattare Heyou Zhang, en Ph.D. kandidat vid University of Melbourne, har använt en teknik som kallas elektroforetisk deposition (EPD).
"Hela idén med min doktorsexamen är att bättre kunna kontrollera enskilda nanopartiklar. Byggare bygger hus, bit för bit, och de kan sätta varje tegelsten där de vill, "Hej sa du.
"Jag vill använda nanopartiklar på ett liknande sätt. Men på nanometerskala, du kan inte flytta nanopartiklar själv. De är osynliga. Du måste använda en metod för att driva eller trycka partikeln till en viss position."
EPD innebär att ett elektriskt fält av en viss styrka appliceras på materialen, och använda separationen av positiva och negativa laddningar för att trycka stavarna på plats.
Heyou förklarade:"Du har en positiv potential och, om partikeln är negativ, de attraherar varandra. Om jag har den positiva potentialen på sidan av en vägg och jag har några hål på väggen, partikeln kan bara attraheras till dessa hål."
Med tekniken, Heyou och hans kollegor kan bygga samlingar på över en miljon nanorods per kvadratmillimeter, i mönster som de själva väljer.
Förutom förfalskning och kemisk avkänning, monteringsmetoden kan ha tillämpningar inom förnybar energi, smarta telefoner, bärbara datorer och effektiv belysning.
