(PhysOrg.com) - Um pesquisador de engenharia da Universidade de Arkansas e seus colegas da Universidade de Utah descobriram um novo método de fabricação de nanopartículas e nanofilmes para serem usados ​​no desenvolvimento de melhores dispositivos eletrônicos, biossensores e certos tipos de microscópios de alta potência e altamente específicos usados ​​para pesquisas científicas.

A busca sem fim para construir mais rápido, dispositivos eletrônicos mais eficientes e confiáveis ​​começam bem abaixo do nível molecular, onde as nanopartículas - muito pequenas para serem detectadas pelo olho humano - constituem os blocos de construção do hardware de processamento mais recente. Em busca desse objetivo, cientistas e engenheiros estão constantemente investigando novos materiais e melhores métodos para desenvolver ou montar esses materiais.

As nanopartículas dos pesquisadores, feito de ouro e depositado em substratos de silício por um processo químico exclusivo, não são tóxicos, são baratos de fazer e têm dimensões superiores, densidades e distribuição quando comparadas a outras nanopartículas e métodos convencionais de produção de nanopartículas. A técnica de deposição única tem a vantagem adicional de ser capaz de revestir rapidamente os fragmentos, superfícies tridimensionais e internas na temperatura e pressão de seus arredores, sem a necessidade de substratos condutores ou caros, equipamento sofisticado.

“Usando sucessivos tratamentos térmicos, caracterizamos características ópticas e estruturais de um molécula a molécula, abordagem de baixo para cima para criar termicamente estável, conjuntos de nanopartículas de ouro em sílica, ”Disse Keith Roper, professor associado de engenharia química da Universidade de Arkansas. “Imagens e análises de microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica revelaram que as densidades de partículas são as mais altas relatadas até hoje. Nosso método também permite uma preparação mais rápida do que a automontagem ou litografia e permite a montagem direcionada de conjuntos de nanopartículas em superfícies 3D. ”

A abordagem exclusiva dos pesquisadores melhora um método que envolve o depósito de átomos de uma solução em um substrato com uma superfície sensibilizada ao estanho. Os pesquisadores usam um novo processo de deposição contínua e, em seguida, aquecem esses átomos depositados para transformar "ilhas" de material de nanopartículas nas formas desejadas. As nanopartículas esféricas resultantes podem ter diâmetros entre 5 e cerca de 300 nanômetros. Um nanômetro é um bilionésimo de um metro. Um cabelo humano normalmente tem um diâmetro de 70, 000 nanômetros.

Roper disse que as imagens microscópicas e os dados espectroscópicos sugerem que os filmes ultrafinos preparados por sua nova abordagem são mais suaves do que os filmes convencionais de ouro "pulverizados" ou evaporados e podem exibir melhores características ópticas, tais como dispersão de rugosidade superficial reduzida. Esses recursos são desejáveis ​​em dispositivos como células fotovoltaicas, nas quais camadas estreitas de metal afetam significativamente os campos eletromagnéticos locais. Filmes finos mais suaves também podem melhorar os limites de detecção, sensibilidade e fotocorrente, respectivamente, em tais aplicações.

Os estudos recentes dos pesquisadores nesta área foram publicados em Langmuir e Journal of Physical Chemistry C , periódicos da American Chemical Society. Os pesquisadores receberam a patente norte-americana nº 8, 097, 295 em 17 de janeiro para o desenvolvimento.