O que acontece quando ouro e prata simplesmente não o cortam mais? Você se volta para ligas metálicas, que são o que os pesquisadores do Exército estão usando para desenvolver novos materiais de design com uma ampla gama de recursos para nossos soldados.

Isso é exatamente o que os cientistas Dr. David Baker e Dr. Joshua McClure do Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA estão fazendo para aliviar a carga e aumentar o poder dos dispositivos soldados usados ​​no campo de batalha.

Sua pesquisa, conduzido em colaboração com a Prof. Marina Leite e Dr. Chen Gong da University of Maryland e o Prof. Alexandre Rocha da Universidade Estadual Paulista no Brasil, foi recentemente apresentado na capa da edição de 4 de setembro da Materiais Óticos Avançados .

O artigo de pesquisa, "Band Structure Engineering by Alloying for Photonics, "concentra-se no controle das propriedades ópticas e plasmônicas de ligas de ouro e prata, alterando a composição química da liga.

"Demonstramos e caracterizamos ligas de ouro / prata com propriedades ópticas ajustadas, conhecido como polaritons de plasmon de superfície, que pode ser usado em uma ampla gama de aplicações fotônicas, "Baker disse." O esforço fundamental combinou experimento e teoria para explicar a origem do comportamento óptico das ligas. O trabalho destaca que a estrutura eletrônica da superfície metálica pode ser projetada mediante alteração da composição química da liga, pavimentando o caminho para a integração em muitas aplicações diferentes onde metais individuais deixam de ter as características certas. "

A pesquisa teve como foco combinar esforços experimentais e teóricos para elucidar a estrutura eletrônica do material ligado com implicações diretas no comportamento óptico.

De acordo com os pesquisadores, os insights obtidos permitem ajustar a dispersão óptica e a capacidade de coleta de luz desses materiais, que pode superar os sistemas feitos de elementos individuais, como ouro.

"As percepções do documento são úteis para os soldados porque podem ser aplicadas a uma variedade de aplicações, incluindo, mas não limitado a:reações fotocatalíticas, aplicações de detecção / detecção e laser em nanoescala, "McClure disse." Quando ajustado corretamente, os materiais com liga integrados podem levar a reduções no peso dos dispositivos de captação de energia, requisitos de energia mais baixos para eletrônicos e sensores ópticos ainda mais poderosos. "

Os pesquisadores estão atualmente olhando para outras ligas metálicas e antecipam que sua abordagem experimental e computacional combinada pode ser estendida a outros materiais, incluindo sistemas não metálicos.

"O campo da plasmônica permite características de mudança de paradigma potencialmente com aplicativos para o guerreiro; isso inclui tudo, desde a computação, para a captação de energia, para a comunicação, e até energia dirigida, "Baker disse." No entanto, os pesquisadores nesses campos estão limitados a um punhado de elementos da tabela periódica; ouro e prata são dois dos mais comumente estudados. Essa falta de opções limita as propriedades disponíveis para o desenvolvimento de tecnologia. Conhecendo as propriedades ópticas e eletrônicas fundamentais das ligas, podemos desenvolver novos materiais de design com uma gama mais ampla de recursos. "

Para os pesquisadores, ter seu trabalho selecionado para a capa da revista é muito emocionante pessoal e profissionalmente, e traz à luz o que estão desenvolvendo para o sucesso do futuro soldado.

Eles observaram que este reconhecimento destaca que a comunidade científica mais ampla reconhece o valor de suas contribuições e direção de pesquisa, e está claro que seus métodos e materiais ligados estão se tornando cada vez mais importantes e relevantes para uma variedade de aplicações fotônicas.