p Desbloquear as capacidades de detecção de moléculas das nanopartículas de ouro geralmente requer técnicas de posicionamento que estão além dos limites da litografia convencional. Uma equipe A * STAR agora demonstra que uma combinação de modelos topográficos e armadilhas localizadas deixadas pela evaporação de líquidos pode fabricar matrizes de nanopartículas com separações controláveis ​​abaixo de cinco nanômetros. p Deixado sozinho, nanopartículas tendem a se aglomerar devido à sua alta entropia. Como manter distâncias definidas entre nanoesferas de ouro é fundamental para as aplicações, incluindo bioimagem ótica, pesquisadores estão desenvolvendo maneiras de fabricar centenas de milhares desses objetos automaticamente. Uma rota promissora, conhecido como automontagem dirigida, deposita suspensões líquidas de reagentes em substratos com padrões de pequena escala predefinidos. A ação capilar líquida então desenha as nanopartículas dentro dos modelos, empurrando-as para seus locais de destino.

p Mohamed Asbahi, do Instituto de Pesquisa e Engenharia de Materiais da A * STAR, lembra-se de tentar controlar a automontagem dentro de modelos quadrados quando ele e seus colegas de trabalho fizeram uma descoberta intrigante. "Estávamos aumentando o tamanho das cavidades nos modelos, e espera-se ver mais nanopartículas tentando otimizar seu arranjo, "diz ele." Mas com o tolueno como solvente, apenas quatro nanopartículas foram presas em cada canto de um quadrado - não importa o tamanho da cavidade. "

p Para explicar esse comportamento, os pesquisadores desenvolveram um modelo virtual para simular as interações entre as nanopartículas depositadas e o solvente em cavidades confinadas. Esses cálculos mostraram que, depois que o líquido começa a secar, a forma da interface recuada desempenhou um papel fundamental no posicionamento. Por exemplo, 'dedos' líquidos alongados dentro de moldes quadrados forçaram as nanopartículas a se moverem para os cantos onde o volume de solvente é maior.

p "Ficamos surpresos com esse efeito antes de entender a física por trás dele, "diz Asbahi." Mas depois de prevermos que as cavidades irregulares tiveram mais sucesso em direcionar as nanopartículas do que as equiláteras, optamos por validar nossas explicações com modelos triangulares. "

p Trabalhando com litografia de feixe de elétrons de última geração, os pesquisadores fabricaram modelos contendo milhares de triângulos em escala de apenas alguns nanômetros. Comparar triângulos equiláteros e retângulos revelou o potencial de padrões assimétricos - até três nanopartículas poderiam ser capturadas e posicionadas em várias separações em nanoescala em modelos retangulares.

p Outros experimentos demonstraram que determinados líquidos podem ter impactos diferentes nos padrões em nanoescala. Enquanto o tolueno tende a 'fixar' na estrutura do molde e capturar as nanopartículas em densidades inferiores ao normal, solventes de hexano produzem superfícies totalmente compactadas. Asbahi observa que o controle oferecido por esta técnica pode ser suficiente para integração em circuitos pré-fabricados e nanoestruturas plasmônicas.