Onderzoekers van het Nanoscience Center van de Universiteit van Jyväskylä in Finland zijn erin geslaagd om met ongekende precisie korte kettingen en ringen van gouden nanodeeltjes te produceren. Ze gebruikten een speciaal soort nanodeeltjes met een goed gedefinieerde structuur en koppelden ze aan elkaar met moleculaire bruggen. Deze structuren, die praktisch enorme moleculen zijn, maken uiterst nauwkeurige studies mogelijk van de interactie tussen licht en materie in metalen nanostructuren en plasmonica. Dit onderzoek werd gefinancierd door de Academie van Finland.

Nanotechnologie geeft ons instrumenten om deeltjes ter grootte van een nanometer te fabriceren waar slechts een paar honderd metaalatomen hun kern vormen. Nieuwe interessante eigenschappen komen naar voren in deze schaal, bijvoorbeeld, de interactie tussen licht en materie is extreem sterk en de katalytische activiteit nam toe. Deze eigenschappen hebben geleid tot verschillende toepassingen, zoals, chemische sensoren en katalysatoren.

"Synthese van nanodeeltjes levert meestal een verscheidenheid aan maten en vormen op, ", zegt docent dr. Tanja Lahtinen. De aanpak die we gebruiken is uitzonderlijk in die zin dat we na zuivering slechts één enkel type nanodeeltje krijgen. Deze nanodeeltjes hebben een gespecificeerd aantal van elk atoom en de atomen zijn georganiseerd als een goed gedefinieerde structuur. Het is in wezen een enkele enorme molecuul met een kern van goud.

Deze nanodeeltjes waren verbonden met moleculaire bruggen die paren vormden, kettingen, en ringen van nanodeeltjes.

"Als dit soort nanostructuren in wisselwerking staan ​​met licht, elektronenwolken van de aangrenzende metalen kernen worden gekoppeld, ", legt onderzoeker dr. Eero Hulkko uit. De koppeling verandert aanzienlijk het elektrische veld wat moleculen tussen de deeltjes voelen.

"Door nanostructuren te bestuderen die goed gedefinieerd zijn op atomair niveau, kunnen we experimentele en computationele methoden op een naadloze manier combineren, " vervolgt Dr. Lauri Lehtovaara, Research Fellow van de Finse Academie. We willen de interactie tussen licht en materie in gekoppelde metalen nanostructuren op kwantumniveau begrijpen. Een dieper begrip is essentieel voor de ontwikkeling van nieuwe plasmonische toepassingen.

Het onderzoek zet een langdurige multidispilinaire samenwerking voort in het Nanoscience Center van de Universiteit van Jyväskylä.

"Ik ben erg blij dat onze toegewijde inspanningen voor het bestuderen van monolaag beschermde clusters en hun toepassingen een uniek multidisiplinair kenniscentrum hebben gecreëerd dat in staat is om continu high-impact wetenschap te publiceren, " zegt Hannu Hakkinen, een Akademiehoogleraar en hoofd van het Nanoscience Center.