p “Há um equilíbrio delicado que você precisa encontrar, ”Disse o físico de Argonne Byeongdu Lee, que liderou a caracterização das suprapartículas usando raios-X de alta energia fornecidos pela Fonte Avançada de Fótons de Argonne. “Se a força atrativa de Van der Waals for muito forte, todas as nanopartículas se quebrarão juntas de uma vez, e você vai acabar com um feio, vidro desordenado. Mas se a força repulsiva de Coulomb for muito forte, eles nunca vão ficar juntos em primeiro lugar. "
p (PhysOrg.com) - Controlar o comportamento das nanopartículas pode ser tão difícil quanto tentar lutar com um grupo de adolescentes. Contudo, um novo estudo envolvendo o Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA deu aos cientistas uma visão sobre como o ajuste das qualidades eletrônicas atraentes de uma nanopartícula pode levar à criação de "suprapartículas" uniformes ordenadas. p "Há um equilíbrio delicado que você precisa encontrar, ”Disse o físico de Argonne Byeongdu Lee, que liderou a caracterização das suprapartículas usando raios-X de alta energia fornecidos pela Fonte Avançada de Fótons de Argonne. “Se a força atrativa de Van der Waals for muito forte, todas as nanopartículas se quebrarão juntas de uma vez, e você vai acabar com um feio, vidro desordenado. Mas se a força repulsiva de Coulomb for muito forte, eles nunca vão ficar juntos em primeiro lugar. "
p Pesquisadores da Universidade de Michigan e da China também colaboraram no estudo.
p Este problema de tentar alcançar o tipo certo de equilíbrio tem sustentado todo um campo de pesquisa coloidal, de acordo com Lee. Mas mesmo que o equilíbrio certo seja alcançado para promover o lento, crescimento constante de uma suprapartícula, até agora, os pesquisadores ainda tinham muito poucos meios de controlar o tamanho da partícula que iria crescer. “Se você fosse capaz de tornar a força atrativa um pouco mais forte do que a força repulsiva, você veria o crescimento de um cristal, mas você não seria capaz de ditar o quão grande ele cresceu, Disse ele.
p A pesquisa de Argonne se concentrou em encontrar uma maneira de uma suprapartícula interromper automaticamente seu próprio crescimento. Tal condição só poderia ocorrer se a força atrativa líquida das nanopartículas em direção ao interior da suprapartícula fosse maior do que a força atrativa líquida das nanopartículas que formaram a borda da suprapartícula - uma chamada "morfologia núcleo-casca. ”
p Embora morfologias núcleo-casca tenham sido observadas em pesquisas anteriores, esses estudos anteriores se concentraram nos tipos de suprapartículas criadas por nanopartículas "monodispersas" - aquelas que, como mármores, compartilharia um tamanho e forma comuns. “É mais fácil fazer os indivíduos se agruparem em grupos maiores se eles tiverem características em comum do que se não tiverem, ”Disse Lee. “É como o ensino médio nesse aspecto.”
p Em vez de ficar com monodispersidade, Contudo, a pesquisa de Argonne se concentrou em nanopartículas "polidispersas" - aquelas com uma grande variedade de tamanhos, massas, e configurações. “A vantagem de nossa técnica é que não há mais necessidade de monodispersão. Você pode misturar dois componentes diferentes - como um metal e um semicondutor - e ainda ver o mesmo tipo de montagem autolimitada controlada. ”
p Embora a pesquisa sobre suprapartículas nascidas de coleções polidispersas de nanopartículas ainda esteja em sua infância, Lee e seus colegas acreditam que a metodologia pode encontrar seu caminho em uma série de aplicações diferentes, talvez variando de ótica a distribuição de drogas e energia fotovoltaica. “Quando você trabalha com nanotecnologia, temos que perguntar "podemos fazer isso?" antes de realmente sabermos para que nossa descoberta será útil, ”Explicou Lee. “Esperamos que uma investigação mais aprofundada abra novas linhas de descoberta que ainda não concebemos.”
p Um artigo baseado na pesquisa aparece na edição de setembro de 2011 da
Nature Nanotechnology .
