(Phys.org) —Nieuw onderzoek heeft de geheimen van efficiëntie in nanomaterialen ontsloten, dat is, materialen met zeer kleine deeltjes, die de toekomstige ontwikkeling van chemische sensoren die in de chemische en technische industrie worden gebruikt, zal verbeteren.

In een internationale studie ontdekten de Universiteit van Melbourne en het National Institute of Standards and Technology in de VS dat paren dicht bij elkaar gelegen nanodeeltjes gemaakt van goud kunnen fungeren als "optische antennes". Deze antennes concentreren het licht dat erop schijnt in kleine gebieden die zich in de opening tussen de nanodeeltjes bevinden. Onderzoeker ontwikkelde nieuwe technologie om deze lichtniveaus te detecteren.

Onderzoekers vonden de precieze geometrie van nanodeeltjesparen die de lichtconcentratie maximaliseert en een fel bediscussieerd gebied van de kwantumfysica oplost. Deze geometrie bepaalt nu het efficiënte gebruik van nanodeeltjes als chemische sensor bij het waarnemen van minieme hoeveelheden chemicaliën in lucht en water.

Hoofdonderzoeker Ken Crozier, een professor in natuurkunde en elektronische techniek aan de Universiteit van Melbourne zei:"Tot nu toe waren er twee concurrerende theorieën over de kloof die nodig was tussen deeltjes om het licht het beste te concentreren, maar we hebben nu de technologie om het te testen."

De studie is gepubliceerd in Natuurcommunicatie en biedt wetenschappers een dieper begrip van de fysica van nanomateriaal.

Hoofdauteur Dr. Wenqi Zhu, van het National Institute of Standards and Technology (NIST) in de Verenigde Staten voerde het werk uit onder toezicht van Crozier als promovendus aan de Harvard University, zei, "We vonden de ultieme limiet voor lichtconcentratie voor gefabriceerde nanodeeltjes."

Professor Crozier zei:"Dit werk is belangrijk voor ingenieurs en wetenschappers die in de nanomateriaalindustrie werken."