p Os pesquisadores demonstraram que o alongamento de polímeros com memória de forma incorporados a aglomerados de nanopartículas de ouro altera seu acoplamento de plasmon, dando origem a propriedades ópticas desejáveis. Uma aplicação potencial para o material é um sensor que depende de propriedades ópticas para rastrear o histórico térmico de um objeto ou ambiente. p Em questão está um polímero extensível incorporado com nanoesferas de ouro. Se o material for aquecido e esticado, seguido de resfriamento à temperatura ambiente, o material manterá sua forma esticada indefinidamente. Uma vez reaquecido a 120 graus Celsius, o material retorna à sua forma original.

p Mas o que é realmente interessante é que as nanoesferas de ouro não estão perfeitamente dispersas no polímero. Em vez de, eles formam aglomerados, em que suas ressonâncias de plasma de superfície são acopladas. Essas nanopartículas acopladas a plasmon têm propriedades ópticas que mudam dependendo de quão próximas estão umas das outras, que muda quando o alongamento altera a forma do compósito.

p "Ao avaliar o comprimento de onda de pico da luz absorvida pelo material, existem diferenças significativas, dependendo se a luz é polarizada paralela ou perpendicular à direção de alongamento, "diz Joe Tracy, autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e professor de ciência e engenharia dos materiais na NC State. "Para luz polarizada paralela à direção do alongamento, quanto mais você esticou o material, quanto mais a luz absorvida muda para o vermelho. Para luz polarizada perpendicular à direção do alongamento, há um blueshift. "

p "Também descobrimos que, enquanto o polímero com memória de forma mantém sua forma em temperatura ambiente, ele recupera sua forma original de uma forma previsível, dependendo da temperatura a que é exposto, "diz Tobias Kraus, co-autor do artigo, líder de grupo no Instituto Leibniz de Novos Materiais e professor na Universidade Saarland.

p Especificamente, uma vez esticado 140% além de seu comprimento original, você pode determinar a temperatura mais alta à qual o polímero é então exposto, até 120 graus Celsius, medindo o quanto ele encolheu de volta ao seu tamanho original. O que mais, por causa das nanopartículas acopladas a plasmon, esta mudança pode ser medida indiretamente, através de medições das propriedades ópticas do material.

p "De uma perspectiva prática, isso permite que você crie um sensor óptico de histórico térmico, "Joe Tracy diz." Você pode usar a luz para ver o quão quente o material ficou. Uma aplicação importante dos sensores de histórico térmico é garantir a qualidade ou segurança do transporte ou armazenamento de materiais que são sensíveis a mudanças significativas no calor. Demonstramos uma abordagem baseada no acoplamento de plasmon de nanopartículas de ouro. "

p O conceito de sensor foi desenvolvido empiricamente, mas os pesquisadores também usaram modelagem computacional para entender melhor a estrutura dos clusters de nanoesferas de ouro e como os clusters mudaram durante o alongamento. A força do acoplamento do plasmon está relacionada aos espaçamentos entre as nanoesferas, que é conhecido como uma "régua de plasmon".

p "Com base em nossas simulações, podemos estimar a distância entre nanopartículas acopladas a plasmon a partir de suas propriedades ópticas, "diz Amy Oldenburg, co-autor do artigo e professor de física da University of North Carolina em Chapel Hill. "Esta comparação é informativa para projetar futuros nanocompósitos de polímero com base em nanopartículas acopladas a plasmon."