Net zoals tuinders 'groeilampen' kunnen gebruiken om plantengroei te stimuleren, materiaalwetenschappers kunnen nu een uniforme groei van decaëdervormige zilveren nanodeeltjes bevorderen terwijl ze in oplossing zijn. Deze 10-faced vaste stoffen, slechts tientallen nanometers groot (zie afbeelding), bio-imaging en biosensing-technieken kunnen verbeteren. De nieuwe foto-ondersteunde methode voor gebruik tijdens kristalgroei is ontwikkeld door Xia Yu van het Singapore Institute of Manufacturing Technology en medewerkers in Hong Kong en Singapore.

Yu en haar collega's baseerden hun methode op een fenomeen dat bekend staat als gelokaliseerde oppervlakteplasmonen, dat zijn synchrone bewegingen van elektronen die optreden, bijvoorbeeld, bij metaal-lucht interfaces. Met behulp van plasmonen op het oppervlak van zilveren nanodeeltjes, de onderzoekers slaagden erin om deze deeltjes specifiek te laten groeien tot decaëdervormig en uniform van grootte. Hun idee was gebaseerd op eerder werk, waaruit bleek dat kristalgroei van decaëdrische zilveren nanodeeltjes kan worden geholpen door witlichtverlichting.

De onderzoekers richtten zich specifiek op de plasmonen:in plaats van wit licht te gebruiken, die golflengten over het zichtbare spectrum bevat, ze gebruikten licht met een relatief smal spectrum, afgestemd op de frequentie van de gelokaliseerde oppervlakteplasmonen. Yu en collega's testten een reeks light-emitting diodes (LED's) van verschillende golflengten en ontdekten dat verlichting met smalbandige lichtbronnen inderdaad hielp om uniforme zilveren nanodecaëders te laten groeien. "Ook, wanneer precursoroplossingen die zeer kleine zaaddeeltjes bevatten worden bestraald met licht van verschillende golflengten, we kunnen zilveren nanodeeltjes van andere vormen vormen, " zegt Yu.

Tijdens het fotogeassisteerde groeiproces, aanvankelijk gevormde deeltjes van verschillende grootte, maar in de loop van enkele uren bereikten ze een uniforme grootte. Sommige van de zilveren nanodecaëders groeien aanvankelijk tot relatief grote afmetingen. Hoewel deze deeltjes onstabiel zijn, Zij zijn handig, volgens Yu. "De zilveratomen op hun oppervlak etsen weg en dienen dan als een bron van zilveratomen voor kleinere nanodecaëders, " legt ze uit. "Dit dynamische proces stabiliseert zich na langdurige bestraling en uiteindelijk hebben we uniforme zilveren nanodecaëders."

Yu en haar collega's onderzoeken nu praktische toepassingen voor hun deeltjes. "Zilveren nanodecaëders versterken elektrische velden sterk wanneer ze worden verlicht met licht, " merkt ze op. Dit kan worden gebruikt, bijvoorbeeld, om sporen van moleculen op een vast oppervlak te detecteren. Composietmaterialen waarin de deeltjes van het team zijn verwerkt, kunnen ook worden toegepast op bio-imaging- en biosensing-technieken, waar de interactie van licht met deze materialen zou kunnen helpen om te visualiseren, bijvoorbeeld, anatomische structuren, of om kleine hoeveelheden moleculen te detecteren.