Des scientifiques de l'Institut de recherche et d'ingénierie des matériaux de Singapour (IMRE) et de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont créé une nouvelle méthode chimique qui permet le développement d'une variété de minuscules contacts métal-semi-conducteurs conducteurs de lumière. Ces composants nanométriques sensibles à la lumière pourraient aider à créer des étiquettes de bio-imagerie ainsi que de meilleurs photocatalyseurs utilisés dans les piles à combustible.
Coller une balle sur un petit poteau peut sembler simple, mais essayez de le faire à une échelle un milliard de fois plus petite. Les chercheurs fabriquent depuis un certain temps des éléments de pôles semi-conducteurs à billes métalliques de taille nanométrique avec des propriétés sensibles à la lumière, mais avec de grandes difficultés et des limitations strictes sur le type de métaux pouvant être utilisés. La forme "en forme d'allumette" est utilisée car les extrémités d'un pôle semi-conducteur se sont avérées plus réactives chimiquement que d'autres formes, permettant ainsi aux métaux de se déposer plus facilement. Des scientifiques de l'IMRE et du NUS ont récemment découvert un processus chimique qui est non seulement plus simple à réaliser, mais qui élargit considérablement la gamme de différents métaux pouvant être couplés aux semi-conducteurs. Cela ouvre la voie à des structures de taille nanométrique avec des propriétés photoconductrices améliorées ou avec des fonctions entièrement nouvelles. Par exemple, les nouvelles nanostructures synthétisées chimiquement par les chercheurs pourraient être développées davantage en tant qu'étiquettes pour des applications de bio-imagerie améliorées telles que l'imagerie par résonance magnétique (IRM), imagerie en fluorescence et en champ sombre.
Se référant à la possibilité que les nanostructures soient utilisées pour améliorer les techniques actuelles de bio-imagerie, Dr Chan Yin Thai, un scientifique de l'IMRE, expliqué, « La percée peut permettre à plusieurs modes d'imagerie d'être pris en charge par une seule étiquette, qui peuvent considérablement améliorer les capacités d'imagerie actuelles et donner naissance à de puissants outils de diagnostic ».
Les caractéristiques du pôle métal-semiconducteur sensible à la lumière ont également de bonnes propriétés photocatalytiques intrinsèques, où les réactions chimiques sont déclenchées par la lumière. Pour le moment, les chercheurs envisagent d'utiliser la nouvelle méthode pour produire des matériaux ayant des applications photocatalytiques « vertes », par exemple, des matériaux qui améliorent la séparation de l'eau pour produire de l'hydrogène plus efficacement pour les piles à combustible ; et les matériaux qui dégradent activement les polluants environnementaux sur les surfaces exposées comme les bâtiments et les voitures.
« Le développement de nanostructures métalliques-semi-conductrices destinées à être utilisées dans des appareils en est encore à ses balbutiements, mais l'accès à une grande variété de métaux différents ouvre vraiment la porte à un grand nombre de possibilités d'exploration scientifique et constitue une étape cruciale pour assurer la poursuite de la R&D, », a expliqué le Dr Chan.
Les scientifiques ont utilisé une nouvelle approche pour développer la nouvelle méthode - en exploitant les propriétés photosensibles du « pôle » semi-conducteur. En plaçant des particules d'or sur le « poteau », puis en le traitant avec de la lumière UV, les scientifiques de l'IMRE et du NUS ont découvert que cela facilitait la fixation d'une plus grande variété de métaux, en utilisant uniquement des produits chimiques doux. Avant le succès de cette recherche, les métaux pouvant être utilisés pour la « boule » étaient limités. Les produits chimiques nécessaires au traitement conventionnel devaient être doux afin de ne pas dégrader le « pôle » semi-conducteur. La dégradation du « pôle » affecterait les propriétés photocatalytiques de la structure. Cela limitait la variété de métaux pouvant être utilisés, car les métaux plus résistants ne pouvaient pas être fixés sur le « poteau » à l'aide de produits chimiques doux.
