Een onderzoeksgroep onder leiding van Yusuke Yamauchi, een onafhankelijke wetenschapper bij het International Centre for Materials Nanoarchitectonics (MANA), NIMS, in samenwerking met andere onderzoeksorganisaties in Japan en in het buitenland, met succes een nanoporeus goudmateriaal ontwikkeld met een regelmatige, uniforme porierangschikking met behulp van polymeren als sjabloon.

Nanoporeuze materialen, met interne poriën met een diameter van enkele nanometers en een grote oppervlakte-volumeverhouding, het potentieel hebben om nieuwe chemische reacties te veroorzaken, en zijn dus krachtig bestudeerd in het streven naar de ontwikkeling van nieuwe katalysatoren en absorberende materialen. Vooral, er is voorgesteld om nanoporeuze goudmaterialen toe te passen op verschillende gebieden zoals elektronica, katalysatoren en medicijnen, en er is gemeld dat ze werden verwerkt tot verschillende vormen zoals gouden nanodeeltjes, gouden nanostaafjes en gouden nanodraden. Echter, deze conventionele nanoporeuze goudmaterialen hebben nogal onregelmatige porie-arrangementen, en men had gehoopt nanoporeuze gouden materialen te fabriceren waarvan de poriegrootte vrij kan worden gemanipuleerd.

In recente jaren, het is mogelijk geworden om mesoporeuze metalen met een metalen raamwerk te synthetiseren door gebruik te maken van amfipathische moleculen (bijv. oppervlakteactieve stoffen) als een sjabloon. In dit onderzoek, we hebben bolvormige micellen van uniforme grootte (moleculaire assemblage) gemaakt door de concentratie van polymeren die zowel hydrofobe als hydrofiele eigenschappen (amfipathische blokcopolymeren) bezitten in een verdunde oplossing aan te passen. Door deze polymeren als sjabloon te gebruiken, we verminderden goudionen terwijl we de elektrolytische afzetting nauwkeurig controleerden, resulterend in de succesvolle vorming van nanoporiën, waarvan de afmetingen overeenkwamen met de afmetingen van de gebruikte micellen, over de oppervlakken van de goudfilms.

In de poriën van de nanoporeuze gouden materialen, we hebben een sterk elektrisch veld en oppervlakteversterkte Raman-verstrooiing (SERS) waargenomen. Verwacht wordt dat deze onderscheidende eigenschappen verschillende toepassingen zullen hebben, zoals een SERS-activerend substraat voor moleculaire detectie en elektrodekatalysator. Ook, deze technologie is naast goud toepasbaar op verschillende metalen en legeringen. Verder, omdat de poriegrootte kan worden aangepast aan verschillende diameters door de molecuulgrootte van de blokcopolymeren te veranderen, het is haalbaar om metalen nanospace-materialen te ontwerpen die voldoen aan de specifieke behoeften van gebruikers op het gebied van samenstelling en structuur.

Dit onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van het bio-elektronica- en biofotonica-project, gesponsord door het JST-programma "Infrastructure Development for Promoting International Science and Technology Cooperation".