Tout comme les jardiniers peuvent utiliser des « lampes de croissance » pour stimuler la croissance des plantes, les scientifiques des matériaux peuvent désormais favoriser une croissance uniforme des nanoparticules d'argent en forme de décaèdre pendant qu'elles sont en solution. Ces solides à 10 faces, seulement quelques dizaines de nanomètres (voir image), pourrait améliorer les techniques de bio-imagerie et de biodétection. La nouvelle méthode photo-assistée à utiliser pendant la croissance cristalline a été développée par Xia Yu de l'Institut de technologie de fabrication de Singapour et des collaborateurs à Hong Kong et à Singapour.

Yu et ses collègues ont basé leur méthode sur un phénomène connu sous le nom de plasmons de surface localisés, qui sont des mouvements synchrones d'électrons qui se produisent, par exemple, aux interfaces métal-air. En utilisant des plasmons à la surface de nanoparticules d'argent, les chercheurs ont réussi à faire croître spécifiquement ces particules pour qu'elles soient en forme de décaèdre et de taille uniforme. Leur idée était basée sur des travaux antérieurs, qui a montré que la croissance cristalline des nanoparticules d'argent décaédriques peut être facilitée par un éclairage en lumière blanche.

Les chercheurs ont ciblé plus spécifiquement les plasmons :plutôt que d'utiliser la lumière blanche, qui contient des longueurs d'onde à travers le spectre visible, ils ont utilisé une lumière avec un spectre relativement étroit, adaptée à la fréquence des plasmons de surface localisés. Yu et ses collègues ont testé une gamme de diodes électroluminescentes (DEL) de différentes longueurs d'onde et ont découvert que l'éclairage avec des sources lumineuses à bande étroite aidait effectivement à faire croître des nanodécaèdres d'argent uniformes. "Aussi, lorsque des solutions précurseurs contenant de très petites particules d'ensemencement sont irradiées avec une lumière de différentes longueurs d'onde, nous pouvons former des nanoparticules d'argent d'autres formes, " dit Yu.

Pendant le processus de croissance photo-assistée, des particules de tailles variables se sont formées initialement, mais au cours de plusieurs heures, ils ont atteint une taille uniforme. Certains des nanodécaèdres d'argent croissent initialement jusqu'à une taille relativement grande. Bien que ces particules soient instables, Ils sont utiles, selon Yu. "Les atomes d'argent à leur surface s'attaquent et servent ensuite de source d'atomes d'argent pour les nanodécaèdres plus petits, " explique-t-elle. " Ce processus dynamique se stabilise après une irradiation prolongée et nous avons enfin des nanodécaèdres d'argent uniformes. "

Yu et ses collègues explorent maintenant les utilisations pratiques de leurs particules. "Les nanodécaèdres d'argent améliorent fortement les champs électriques lorsqu'ils sont éclairés par la lumière, " note-t-elle. Cela peut être utilisé, par exemple, pour détecter des traces de molécules sur une surface solide. Les matériaux composites incorporant les particules de l'équipe pourraient également être appliqués aux techniques de bio-imagerie et de biodétection, où l'interaction de la lumière avec ces matériaux pourrait aider à visualiser, par exemple, structures anatomiques, ou pour détecter d'infimes quantités de molécules.