Uma nova e estável fase de ouro com propriedades físicas e ópticas diferentes daquelas do ouro convencional foi sintetizada por pesquisadores do A * STAR, e promete ser útil para uma ampla gama de aplicações, incluindo plasmonics e catálise.

Muitos materiais existem em uma variedade de estruturas de cristal, conhecido como fases ou polimorfos. Essas diferentes fases têm a mesma composição química, mas diferentes estruturas físicas, que dão origem a propriedades diferentes. Por exemplo, dois polimorfos de carbono bem conhecidos, grafite e diamante, arranjado de forma diferente, têm propriedades físicas radicalmente diferentes, apesar de ser o mesmo elemento.

O ouro tem sido usado para muitos propósitos ao longo da história, incluindo joias, eletrônica e catálise. Até agora, ele sempre foi produzido em uma fase - uma estrutura cúbica centrada na face na qual os átomos estão localizados nos cantos e no centro de cada face dos cubos constituintes.

Agora, Lin Wu e colegas do Instituto do A * STAR Instituto de Computação de Alto Desempenho modelaram as propriedades ópticas e plasmônicas de fitas em nanoescala de uma nova fase do ouro - a fase hexagonal 4H (ver imagem) - produzida e caracterizada por colaboradores em outro institutos em Cingapura, China e EUA. A equipe sintetizou nanofitas da nova fase simplesmente aquecendo o cloreto de ouro (III) hidratado (HAuCl4) com uma mistura de três solventes orgânicos e depois centrifugando e lavando o produto. Isso deu um alto rendimento de cerca de 60 por cento.

Os pesquisadores também produziram fases hexagonais 4H dos metais preciosos prata, platina e paládio, crescendo-os no topo da fase hexagonal ouro 4H.

A fase cúbica parece idêntica quando vista de frente, de um lado ou de cima. Em contraste, a nova fase hexagonal 4H carece dessa simetria cúbica e, portanto, varia mais com a direção - uma propriedade conhecida como anisotropia. Esta simetria mais baixa dá a ela mais propriedades ópticas que variam direcionalmente, o que pode torná-lo útil para aplicações plasmônicas. "Nossa descoberta não é apenas de interesse fundamental, mas também fornece um novo caminho para aplicações não convencionais de dispositivos plasmônicos, "diz Wu.

A equipe está interessada em explorar o potencial de sua nova fase. "No futuro, esperamos alavancar as propriedades anisotrópicas não convencionais da nova fase de ouro e projetar novos dispositivos com excelentes desempenhos não alcançáveis ​​com ouro cúbico centrado na face convencional, "diz Wu. O método de síntese também dá origem ao potencial de novas estratégias de controle da fase cristalina dos nanomateriais feitos a partir dos metais nobres.