O vidro de silicato é um vidro comumente usado na maioria das residências, em copos ou vidraças, por exemplo. A integração de nanopartículas de ouro (NPs) em vidro de silicato tem sido utilizada na arte e na decoração há séculos. Esses NPs impactam a maneira como o vidro de silicato interage com a luz através do fenômeno agora bem conhecido chamado ressonância plasmônica de superfície localizada.



Este comportamento único de modulação de luz abriu aplicações desde vidro colorido até componentes ópticos especiais. A capacidade de modular exclusivamente a luz em NPs de ouro inspirou a comunidade científica a utilizar essas NPs em outros tipos de vidro para gerar novas funcionalidades ópticas.

Dos muitos tipos de vidro investigados, o vidro telurito tem sido de particular interesse, uma vez que apresenta uma combinação única de propriedades. O vidro telurito é fácil de fabricar, é durável, tem baixa energia de fônons, possui uma ampla janela de transmissão e tem alta solubilidade de íons luminescentes de terras raras, permitindo que esses íons emitam luz brilhante em uma ampla faixa espectral, da luz visível à infravermelha.

Esses são recursos importantes para óptica, lasers e tecnologias de telecomunicações, como fibra óptica, sistemas de laser e tecnologias de detecção. Para alcançar o comportamento de modulação de luz desejado, o tamanho, forma, distribuição e quantidade dos NPs de ouro devem ser controlados cuidadosamente. No entanto, a técnica comumente usada para formar com precisão o vidro de silicato de NPs de ouro, a chamada técnica de impacto, provou ser insuficiente para alcançar o controle preciso de NPs de ouro em vidro de telurito.

Em artigo publicado em Light:Science &Applications , uma equipe de cientistas incluindo o professor Heike Ebendorff-Heidepriem e o Dr. Yunle Wei do Instituto de Fotônica e Sensoriamento Avançado (IPAS), Escola de Física, Química e Ciências da Terra, Universidade de Adelaide, Austrália, bem como o Dr. Zhao, da Escola de Engenharia da Universidade de Hull, no Reino Unido, e colegas de trabalho na Alemanha desenvolveram uma nova abordagem para formar NPs de ouro em vidros de telurito.

A equipe desenvolveu a nova abordagem identificando os desafios da técnica tradicional de impacto para criar NPs de ouro em vidro de telurito e por meio de uma descoberta fortuita da formação de NP de ouro em vidro de telurito.

Com base neste avanço no conhecimento e na descoberta casual, a equipe desenvolveu métodos completamente novos para ambas as etapas da técnica de impacto:(i) uma técnica controlada de corrosão em cadinho a frio para incorporar íons de ouro no vidro e (ii) uma técnica de reaquecimento de pó de vidro para transformar os íons de ouro em NPs de ouro.

Yunle Wei, co-inventor da nova tecnologia e pesquisador de pós-doutorado da equipe do professor Heike Ebendorff-Heidepriem, diz:"Este é um exemplo perfeito de como transformar uma descoberta fortuita em uma tecnologia inovadora com potencial de impacto no mundo real, graças a grandes trabalho em equipe entre colaboradores."

A inovação do controle preciso sobre a formação de NP de ouro no vidro telurito fornece orientação para projetar e manipular as propriedades plasmônicas no vidro telurito para pesquisas e aplicações fotônicas interessantes no futuro.

Mais informações: Yunle Wei et al, Formação controlada de nanopartículas de ouro com propriedades plasmônicas ajustáveis ​​em vidro telurito, Light:Science &Applications (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01324-x
Informações do diário: Luz:Ciência e Aplicações

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