Leur processus consiste d'abord à former des molécules de plastique en forme d'étoile qui pourraient servir de « nanoréacteurs » en faisant croître 21 bras polymères sur une simple molécule de sucre. Puis, une fois les précurseurs chimiques des nanocristaux de silice et de pérovskite chargés sur la molécule de plastique, plusieurs étapes de réactions chimiques produisent le système final.

Une fois que le plastique en forme d'étoile a joué son rôle de nanoréacteur, les composants en forme d'étoile restent attachés de façon permanente, presque comme des cheveux, à la silice, qui enveloppe la pérovskite. Les poils servent alors de première couche de protection, repousser l'eau et empêcher les nanocristaux de s'agglutiner. La couche de silice suivante ajoute une protection supplémentaire si de l'eau dépasse les cheveux en plastique hydrofuges.

"La synthèse et les applications des nanocristaux de pérovskite ont été un domaine de recherche en évolution rapide au cours des cinq dernières années, " dit Yanjie He, co-auteur de l'article et ancien étudiant diplômé de Georgia Tech. « Notre stratégie, basé sur un plastique en forme d'étoile judicieusement conçu comme un nanoréacteur, permet un contrôle sans précédent dans la fabrication de nanocristaux de pérovskite de haute qualité avec une architecture complexe, ce qui est inaccessible dans les approches conventionnelles."

Pour tester le matériel, les chercheurs ont recouvert des substrats de verre d'un film mince de pérovskites encapsulées et ont effectué plusieurs tests de résistance, y compris l'immersion de l'ensemble de l'échantillon dans de l'eau déminéralisée. En projetant de la lumière ultraviolette sur l'échantillon, ils ont constaté que les propriétés photoluminescentes des pérovskites ne diminuaient jamais au cours d'un test de 30 minutes. En comparaison, les chercheurs ont également immergé des pérovskites non encapsulées dans de l'eau et ont vu leur photoluminescence disparaître en quelques secondes.

Lin a déclaré que la nouvelle méthode ouvre la possibilité d'ajuster les caractéristiques de surface du nanocristal à double coque pour améliorer ses performances dans une plus grande gamme d'applications. Le processus de fabrication des nouveaux nanocristaux de pérovskite à partir du plastique en forme d'étoile était également unique en ce sens qu'il utilisait des solvants à bas point d'ébullition et peu toxique. Les recherches futures pourraient se concentrer sur le développement de différents systèmes de nanocristaux de pérovskite, y compris les pérovskites entièrement inorganiques, pérovskites doubles, et des pérovskites dopés.

"Nous envisageons que ce type de nanocristal de pérovskite s'avérera très utile pour créer des dispositifs optoélectroniques durables pour la bio-imagerie, biocapteurs, capteurs photoniques, et détection de rayonnement, ainsi que des LED de nouvelle génération, laser, et scintillateurs, " dit Lin. " C'est parce que ces nanocristaux de pérovskite poilus présentent des avantages uniques, y compris une haute tolérance aux défauts, bandes d'émission plus étroites, et une efficacité de scintillation élevée."