Os cientistas utilizaram os recursos de imagem da Fonte Síncrotron de Alta Energia Cornell (CHESS) para ajudar a desenvolver telas aprimoradas de diodo emissor de luz usando métodos de engenharia de baixo para cima.

O trabalho colaborativo entre pesquisadores da Universidade da Flórida e o CHESS resultou em uma nova maneira de fazer "superpartículas" coloidais a partir de nanobastões orientados de materiais semicondutores. O trabalho foi publicado na revista Ciência , 19 de outubro.

A equipe sintetizou nanobastões com seleneto de cádmio e cápsula de sulfeto de cádmio. Tirando vantagem das interfaces de incompatibilidade de rede dos compostos, eles montaram essas hastes em estruturas coloidais periódicas maiores, chamadas superpartículas.

As superpartículas exibem maior emissão de luz e polarização, recursos que são importantes para a fabricação de televisores LED e telas de computador. As superpartículas nucleadas podem ainda ser lançadas em filmes polarizados macroscópicos. Os filmes podem aumentar a eficiência da televisão LED polarizada e da tela do computador em até 50 por cento, dizem os pesquisadores.

O time, que incluiu o cientista do CHESS Zhongwu Wang, fez uso da instalação do CHESS para coletar dados de espalhamento de raios-X de pequeno ângulo de espécimes dentro de células minúsculas de bigorna de diamante. Eles usaram esta técnica, em combinação com microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, para analisar como os nanobastões com componentes orgânicos anexados podem ser formados em estruturas bem ordenadas.

Os nanobastões se alinham primeiro dentro de uma camada como matrizes ordenadas hexagonalmente. Em seguida, as matrizes de nanorod altamente ordenadas se comportam como uma série de unidades em camadas, auto-montagem em estruturas que exibem ordem de longo alcance à medida que se transformam em grandes superpartículas. As superpartículas alongadas podem ser alinhadas em uma matriz de polímero em filmes macroscópicos.

O projeto demonstra como os cientistas estão aprendendo a reconhecer e explorar as interações anisotrópicas entre nanobastões, que pode ser ajustado durante o processo de síntese, para criar um único domínio, partículas semelhantes a agulhas. Os autores esperam que seu trabalho possa levar a novos processos de automontagem para criar nanoobjetos com outras formas anisotrópicas, talvez até juntando dois ou mais tipos de objetos para formar arquiteturas mesoscópicas e macroscópicas bem definidas com complexidade cada vez maior.