Estruturado, O filamento mesocal de nanopartículas de ouro e carbono formados via ODA em água intencionalmente se assemelha ao caractere chinês para "rei".
Cientistas do Centro de Materiais em Nanoescala e da Divisão de Biociências de Argonne demonstraram uma ferramenta extremamente simples, elegante, e maneira econômica de montagem de nanopartículas em estruturas maiores de qualquer formato e forma desejados por meio de um processo denominado "montagem opticamente dirigida".
A montagem opticamente dirigida (ODA) envolve suspensões de ouro e nanopartículas de carbono em água. Uma pequena gota da suspensão é colocada em uma lâmina de vidro, e um laser de baixa potência é focado em uma pequena região dentro da gota perto de sua superfície. Por meio de um processo complexo envolvendo armadilha óptica, aquecimento, evaporação, fluxo convectivo de fluido, e interações químicas, as nanopartículas se fundem perto do foco do laser e conforme o experimentador move o foco do laser ao redor da gota, segue-se um filamento contínuo do material fundido.
Interações de nanopartículas de ouro-carbono. (a) imagem TEM da ponta de um filamento de ouro-carbono; (b) imagem TEM de nanopartículas de ouro encapsuladas dentro da ponta; (c) Configuração inicial de nanopartículas de ouro-carbono para uma simulação de dinâmica molecular; e (d) resultado da dinâmica molecular após 10 ns mostrando umedecimento de uma nanopartícula de ouro por átomos de carbono na faixa de 450K. Esses resultados indicam a possibilidade de encapsulamento de nanopartículas de ouro pelo carbono.
Essas estruturas notáveis permanecem completamente intactas mesmo depois que o fluido é drenado. Desta forma, filamentos “feitos à mão” de até milímetros de comprimento e 10-60 vezes mais largos do que as nanopartículas originais podem ser formados com formato e design arbitrários. As arquiteturas hierárquicas resultantes podem ser úteis para uma variedade de aplicações, incluindo sensoriamento biológico, eletrônicos, ótica, e tecnologias emergentes de energia. Como uma primeira demonstração, os pesquisadores criaram à mão um glifo microscópico - o símbolo chinês para "rei".
A agregação metal-metal irreversível é observada apenas quando o carbono está presente. Cientistas do Grupo de Teoria e Modelagem da CNM usaram simulações de dinâmica molecular para modelar configurações de nanopartículas de ouro-carbono e comportamento de umedecimento.
