Wetenschappers van het Center for Nanoscale Materials en Argonne's Biosciences Division hebben een opmerkelijk eenvoudige, elegant, en kosteneffectieve manier om nanodeeltjes samen te voegen tot grotere structuren van elke gewenste vorm en vorm naar believen via een proces dat "optisch gerichte assemblage" wordt genoemd.

Optisch gerichte assemblage (ODA) omvat suspensies van goud- en koolstofnanodeeltjes in water. Een klein druppeltje van de suspensie wordt op een glasplaatje geplaatst, en een laser met laag vermogen wordt gefocusseerd op een klein gebied binnen de druppel nabij het oppervlak. Door een complex proces met optische trapping, verwarming, verdamping, convectieve vloeistofstroom, en chemische interacties, de nanodeeltjes smelten samen in de buurt van de laserfocus en terwijl de onderzoeker de laserfocus in de druppel beweegt, een continu filament van het gesmolten materiaal volgt.

Deze opmerkelijke structuren blijven volledig intact, zelfs nadat de vloeistof is afgetapt. Op deze manier kunnen "handgemaakte" filamenten tot millimeters lang en 10-60 keer breder dan de originele nanodeeltjes worden gevormd met een willekeurige vorm en ontwerp. De resulterende hiërarchische architecturen kunnen nuttig zijn voor een verscheidenheid aan toepassingen, inclusief biologische waarneming, elektronica, optiek, en opkomende energietechnologieën. Als eerste demonstratie de onderzoekers maakten met de hand een microscopische glyph - het Chinese symbool voor 'koning'.

Onomkeerbare metaal-metaalaggregatie wordt alleen waargenomen wanneer koolstof aanwezig is. Wetenschappers in de Theory &Modeling Group van CNM gebruikten moleculaire dynamica-simulaties om goud-koolstof nanodeeltjesconfiguraties en bevochtigingsgedrag te modelleren.