(Phys.org)—Une surveillance plus efficace des niveaux de pollution sur le lieu de travail se profile à l'horizon suite au développement d'une nouvelle méthode de construction de structures microscopiques en or.

L'unité de mesure des nanostructures, un nanomètre, est un milliardième de mètre ou environ 1/50, 000 la largeur d'un cheveu humain typique. Matériaux, y compris l'or, conçus à cette petite échelle ont des propriétés chimiques et physiques très différentes de celles fabriquées à plus grande échelle.

Le professeur agrégé de l'Université Monash, Udo Bach, son équipe du Département de génie des matériaux et des collaborateurs du CSIRO et du Synchrotron australien ont utilisé une stratégie ascendante non conventionnelle pour fabriquer des nanostructures avec des nanoparticules d'or.

Le résultat est des nanostructures d'or avec des capacités supérieures qui peuvent être intégrées dans un équipement de surveillance pour détecter la présence de polluants chimiques et biologiques. Ils sont 36 fois plus sensibles que les substrats de détection commerciaux actuels. Les nanostructures d'or ont également la capacité d'absorber la lumière, ce qui ouvre la voie à une meilleure absorption de l'énergie solaire dans les cellules solaires.

Deux stratégies principales sont utilisées pour fabriquer des nanostructures. Le haut vers le bas est une méthode de fabrication conventionnelle où un matériau en vrac est fabriqué pour obtenir des caractéristiques plus petites, tandis que la méthode ascendante commence par des nanoparticules pour construire une structure plus grande.

Les chercheurs ont découvert que l'utilisation de la méthode ascendante leur donnait un nouveau degré de liberté pour contrôler le placement des nanoparticules.

« Exploiter tout le potentiel des nouveaux matériaux, il faut développer des techniques qui permettent de les intégrer dans les appareils du quotidien comme les panneaux solaires et les équipements de surveillance de la pollution, ", a déclaré le professeur agrégé Bach.

« Deux niveaux de contrôle sont essentiels pour de telles techniques :la capacité d'intégrer des nanoparticules dans des structures existantes et la capacité de contrôler l'orientation de ces blocs de construction de taille nanométrique pour former des réseaux ordonnés. »

L'auteur principal et doctorant Thibaut Thai du Département de génie des matériaux a déclaré que la méthode ascendante était comme construire avec Lego… à l'échelle nanométrique.

"De minuscules blocs d'or ont été assemblés jusqu'à ce que la structure finale soit atteinte. Le contrôle de l'orientation des nanotiges nous a permis de construire des nanostructures plus complexes, " a déclaré M. Thai.

"En développant un moyen de contrôler l'assemblage des nanoparticules sur les surfaces, nous avons pu réduire le problème d'intégration de ces nanostructures dans des applications fonctionnelles."

Le professeur agrégé Bach a déclaré que l'utilisation de ces nouveaux réseaux de nanoparticules ne se limiterait pas aux applications de capteurs. L'équipe de recherche se concentre désormais sur le développement de leurs propriétés dans les circuits photoniques, ce qui pourrait conduire à terme à des applications informatiques optiques.

Le Melbourne Centre for Nanofabrication et le Synchrotron australien ont tous deux joué un rôle crucial dans la réussite de ce projet.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans Angewandte Chemie avec une classification « Papier très important », une note attribuée à moins de cinq pour cent des articles publiés par la revue.