Distributions de champ électrique sur des films d'Au mésoporeux sous excitation de longueur d'onde de 532 nm. La distribution du champ électrique est prise à partir de 10 nm de profondeur dans les films, dans laquelle une amplitude de champ électrique modérée est clairement observée à l'intérieur ou au périmètre des mésopores.
Les structures mésoporeuses non métalliques ont déjà démontré un potentiel d'applications dans le stockage de gaz, séparation, catalyse, échange d'ion, sentir, polymérisation et administration de médicaments. Les films mésoporeux métalliques pourraient avoir des propriétés optiques fascinantes et utiles car ils sont effectivement l'inverse des réseaux de nanoparticules. Maintenant pour la première fois une collaboration de chercheurs au Japon, Turquie, La Corée et la Suède démontrent une approche simple pour produire des films métalliques avec des mésopores réglables régulièrement, et montrent leur potentiel pour la détection optique de haute sensibilité.
Lorsque la lumière est incidente sur des nanostructures de métaux nobles comme l'or, les électrons oscillent collectivement - un soi-disant plasmon - et cela améliore considérablement le champ électromagnétique à proximité. D'après le principe de Babinet en optique, la structure inverse - un film mésoporeux - devrait conduire à des améliorations locales similaires du champ électromagnétique, mais comme Yamauchi et ses collègues le soulignent dans leur rapport, contrôler suffisamment bien la croissance des cristaux d'or pour produire des films mésoporeux a été jusqu'à présent difficile.
Le succès de leur approche repose sur l'électrochimie et l'auto-assemblage des micelles. Ils dissolvent l'hydrogène chlorure d'or (ou acide chloraurique, HAuCl4) et polystyrène-bloc-poly(oxyéthylène) dans une solution de tétrahydrofurane, ce qui conduit à la formation de micelles à noyau polystyrène et enveloppe polyoxyéthylène. Les micelles réduisent les ions AuCl4- de sorte que l'or se dépose sur les micelles. Le résultat est des mésopores d'or très réguliers avec une taille qui peut être ajustée en faisant varier les concentrations de HAuCl4 et de polystyrène-bloc-poly(oxyéthylène).
Les calculs ont montré que des points chauds de fort renforcement du champ électrique existent en effet dans les pores de la structure, et les résonances plasmoniques peuvent être réglées en changeant la taille des pores. D'autres expériences ont confirmé l'amélioration de la surface des signatures spectrales des protéines, connue sous le nom de diffusion Raman améliorée en surface. Les chercheurs concluent, "L'approche électrochimique est largement applicable pour intégrer des mésopores uniformes dans d'autres systèmes de métaux et d'alliages, qui sont généralement difficiles à synthétiser.
