Que se passe-t-il lorsque l'or et l'argent ne le coupent plus ? Vous vous tournez vers les alliages métalliques, qui sont ce que les chercheurs de l'Armée de terre utilisent pour développer de nouveaux matériaux de conception avec un large éventail de capacités pour nos soldats.

C'est exactement ce que les scientifiques Dr. David Baker et Dr. Joshua McClure du U.S. Army Research Laboratory font pour alléger la charge et améliorer la puissance des appareils Soldier utilisés sur le champ de bataille.

Leurs recherches, menée en collaboration avec le Prof. Marina Leite et le Dr Chen Gong à l'Université du Maryland et le Prof. Alexandre Rocha à l'Universidade Estadual Paulista au Brésil, a récemment fait la couverture du numéro du 4 septembre de Matériaux optiques avancés .

Le document de recherche, "Ingénierie de Structure de Bande par Alliage pour la Photonique, " se concentre sur le contrôle des propriétés optiques et plasmoniques des alliages d'or et d'argent en modifiant la composition chimique des alliages.

"Nous avons démontré et caractérisé des alliages or/argent aux propriétés optiques ajustées, connu sous le nom de polaritons de plasmons de surface, qui peut être utilisé dans un large éventail d'applications photoniques, " a déclaré Baker. " L'effort fondamental a combiné l'expérience et la théorie pour expliquer l'origine du comportement optique des alliages. Le travail met en évidence que la structure électronique de la surface métallique peut être modifiée en modifiant la composition chimique de l'alliage, ouvrant la voie à l'intégration dans de nombreuses applications différentes où les métaux individuels n'auraient pas les bonnes caractéristiques. »

La recherche s'est concentrée sur la combinaison des efforts expérimentaux et théoriques pour élucider la structure électronique du matériau allié avec des implications directes pour le comportement optique.

Selon les chercheurs, les connaissances acquises permettent d'ajuster la dispersion optique et la capacité de collecte de lumière de ces matériaux, qui peuvent surpasser les systèmes constitués d'éléments individuels comme l'or.

"Les idées du document sont utiles aux soldats car elles peuvent être appliquées à une variété d'applications, y compris, mais sans s'y limiter :réactions photocatalytiques, applications de détection/détection et laser nanométrique, " a déclaré McClure. " Lorsqu'il est réglé correctement, les matériaux alliés intégrés peuvent conduire à des réductions de poids des dispositifs de récupération d'énergie, des besoins en énergie plus faibles pour l'électronique et des capteurs optiques encore plus puissants."

Les chercheurs étudient actuellement d'autres alliages métalliques et prévoient que leur approche expérimentale et informatique combinée pourrait être étendue à d'autres matériaux, y compris les systèmes non métalliques.

« Le domaine de la plasmonique permet des caractéristiques potentiellement changeantes de paradigme avec des applications au combattant ; cela inclut tout, du calcul, à la récupération d'énergie, à communiquer, et même l'énergie dirigée, " dit Baker. " Cependant, les chercheurs dans ces domaines sont limités à une poignée d'éléments du tableau périodique; l'or et l'argent sont deux des plus étudiés. Ce manque d'options limite les propriétés disponibles pour le développement technologique. En connaissant les propriétés optiques et électroniques fondamentales des alliages, nous pouvons développer de nouveaux matériaux de conception avec un plus large éventail de capacités. »

Pour les chercheurs, avoir leur travail sélectionné pour faire la couverture du journal est très excitant personnellement et professionnellement, et met en lumière ce qu'ils développent pour la réussite du futur Soldat.

Ils ont noté que cette reconnaissance met en évidence que la communauté scientifique au sens large reconnaît la valeur de leurs contributions et de l'orientation de la recherche, et il est clair que leurs méthodes et matériaux alliés deviennent de plus en plus importants et pertinents pour une variété d'applications photoniques.