Crédit :UTS Institute for Biomedical Materials and Devices
Des scientifiques travaillant à rendre les nanoparticules encore plus petites, tout en conservant leurs propriétés optiques utiles, croient avoir découvert un moyen de surmonter une contrainte physique fondamentale connue sous le nom de "trempe thermique".
Les chercheurs, de l'UTS Institute for Biomedical Materials and Devices (IBMD), croient que cette découverte supprime un obstacle à de nouvelles améliorations de la résolution et de la sensibilité dans des domaines tels que les technologies d'affichage, encres de sécurité, et bio-imagerie, avec le potentiel de stimuler les innovations de fabrication en Australie.
Pour surmonter la trempe qui atténue la luminosité des nanoparticules ultra-petites, les physiciens de l'UTS ont développé un nouveau type de nanoparticule appelé "points thermiques". En récupérant la chaleur et l'énergie thermique, et convertir cette énergie en plus d'émissions lumineuses, les chercheurs ont démontré une augmentation de 1000 fois de la luminosité des nanoparticules.
Publié dans Photonique de la nature , auteur principal Dr Jiajia Zhou de l'UTS Institute for Biomedical Materials and Devices (IBMD), dit cette découverte "nous permet de démontrer le plus petit thermomètre, seulement 10 nm plus petit que la taille d'une seule molécule, pour mesurer les changements de température localisés à l'échelle nanométrique à l'aide de la lumière."
Professeur Dayong Jin, Directeur de l'IBMD, dit qu'à mesure que la demande pour des appareils plus petits avec des fonctionnalités de plus en plus intégrées augmente, il en va de même pour le besoin de « blocs de construction » plus petits et plus brillants pour ces technologies.
Dr Jiajia Zhou. Crédit :Marea Martlew
« Cependant, les nanoparticules ont une couche de surface « difficile » qui est très difficile à comprendre, " dit le professeur Jin.
"Plus la nanoparticule est petite, plus la surface est grande, et en dessous de 10 nm, l'énorme rapport surface/volume donne une couche sombre qui est optiquement inactive.
"Nous avons découvert que cette couche sombre est sensible à la température, ce qui nous permet de trouver un nouveau moyen d'activer l'intensité et de prouver que les nanoparticules en dessous de 10 nm peuvent encore être fluorescentes efficacement, " dit le professeur Jin.
Dr Zhou, qui a reçu un financement pour ce projet de l'Australian Research Council en tant que chercheur DECRA, montre que les points thermiques peuvent être utilisés pour fabriquer des encres de sécurité pour des applications de détection de fraude et de lutte contre la contrefaçon.
« Cette découverte met également en évidence le potentiel de nouveaux types de nanocapteurs pour le diagnostic précoce des maladies, y compris des nanothermomètres hautement sensibles qui peuvent fournir un moyen non invasif de répondre à de nombreuses questions biologiques à l'échelle nanométrique, comme la façon dont les cellules se développent et se différencient dans le cancer, " dit le Dr Zhou.
"Le potentiel de cette approche est très large et pourrait également être appliqué pour améliorer considérablement l'efficacité des films de cellules solaires organiques et des écrans lumineux qui utilisent des micro LED."
