p Materiais que conduzem eletricidade, mas que também são transparentes à luz, são importantes para telas eletrônicas, câmeras e células solares. O material padrão da indústria para essas aplicações é óxido de índio e estanho (ITO), mas o custo crescente e a oferta limitada de índio levaram à busca de alternativas. p Uma abordagem promissora é construir redes em forma de malha de fios de metal condutores ultrafinos por onde a luz pode passar. Ivan Vakarelski no Instituto A * STAR de Ciências Químicas e de Engenharia e Xiaosong Tang e Sean O’Shea no Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais refinaram agora o processo de fazer essas pequenas malhas para que seja viável para grandes fabricação em escala.

p O segredo para fabricar essas microestruturas intrincadas é incentivar as nanopartículas de metal a se montarem a partir de uma suspensão líquida. Isso requer um modelo predefinido para guiar a automontagem - da mesma forma que os grânulos de café se juntam em um anel sob uma xícara quando o líquido derramado evapora.

p Alguns anos atrás, Vakarelski e seus colegas de trabalho demonstraram a possibilidade de usar micropartículas de látex como um modelo para tal malha usando uma solução contendo nanopartículas de ouro. “À medida que o solvente evaporou, uma rede de ponte líquida desenvolvida em torno das partículas de látex, deixando para trás uma rede de microfios formada pela automontagem das partículas de ouro, ”Explica O'Shea. “Esta é uma abordagem fácil para fins de pesquisa, mas é difícil de controlar em escala de manufatura. ”

p Para resolver este problema, os pesquisadores se voltaram para a técnica da fotolitografia, que envolve o uso de luz ultravioleta para desenhar padrões em um filme fotorresistente. As partes expostas e endurecidas do fotorresiste atuam como um modelo preciso para a automontagem de nanopartículas de ouro. “É difícil, Contudo, ”Diz Vakarelski, “Para produzir esferas que replicam o molde de partículas de látex usando fotolitografia. Tentamos várias estruturas alternativas e descobrimos que as estruturas em arco também funcionam bem. ”

p Usando a fotolitografia para produzir um modelo de estruturas em forma de arco e a mesma solução de nanopartículas de ouro, os pesquisadores prepararam uma malha de microfio de ouro de alta qualidade (foto) com condutância e transparência comparáveis ​​às do ITO de alto grau. “Uma vantagem adicional das estruturas em arco é que, ao contrário das micropartículas de látex, não estamos restritos a uma topologia de rede hexagonal, ”Diz O'Shea. De fato, os pesquisadores produziram com sucesso redes de retângulos, hexágonos e triângulos. “Usando esta técnica, planejamos explorar redes funcionais especiais usando outros tipos de partículas, incluindo partículas semicondutoras, partículas magnéticas, nanotubos de carbono, DNA e proteínas, ”Diz Vakarelski.