Nieuwe zelfassemblage van resonante J-aggregaten op koolstofnanobuizen met geavanceerde functies en een groot potentieel voor veelzijdige praktische toepassingen is onlangs ontdekt. afgelopen decennium, de apparaten op nanoschaal komen veel dichter bij industriële toepassingen te staan ​​dankzij de vooruitgang die is geboekt op het gebied van zeer nauwkeurige instrumentatie en nanotechnologie.

Natuurlijke zelfassemblage van moleculen voor het maken en/of verbeteren van dergelijke apparaten op nanoschaal maakt gecontroleerde en eenvoudige fabricagetechnieken mogelijk voor toekomstige innovaties. Zelfassemblage van individuele moleculen tot complexe J-aggregaten, waar moleculen goed geordend zijn in de vorm van een lange 'trap', heeft een unieke eigenschap door een koppeling van de moleculen. De koppeling vergemakkelijkt een sterke coherente resonantie van gedelokaliseerde ladingsdragers (excitons genoemd) in dergelijke zelfassemblages, en dergelijke excitonen kunnen gemakkelijk binnen de J-aggregaten bewegen. Verder, coherente koppeling tussen J-aggregaten en andere nanomaterialen biedt de mogelijkheid om dergelijke resonante delokalisatie uit te breiden, waardoor de ontwikkeling van geavanceerde toepassingen in fotonica en opto-elektronica op nanoschaal mogelijk wordt.

De onderzoekers van Aston University in het Verenigd Koninkrijk en medewerkers hebben voor het eerst een techniek onthuld om resonant coherente J-aggregaten te creëren op buitenwanden van koolstofnanobuisjes. Ze ontdekten dat dergelijke aggregaten heel efficiënt alle energie van geabsorbeerd licht overdragen aan de nanobuisjes. Als gevolg van een dergelijke efficiënte energieoverdracht, de fluorescentie van J-aggregaten wordt volledig gedoofd en de emissie van de koolstofnanobuisjes wordt sterk verbeterd. De aggregaatvorming gaat gepaard met gunstige zelfassemblage van de cis-isomeervorm van de geaggregeerde moleculen met een gebogen moleculaire structuur en goed uitgelijnd met het convexe oppervlak van de nanobuis.

belangrijk, dergelijke bevindingen tonen de vorming van een uniek type nanomaterialen met een baanbrekende functionaliteit van uitgebreide resonante delokalisatie van excitonen. Deze ontdekking legt de basis voor fysisch-chemische exploratie en nano-engineering toepassingen van efficiënte resonante interactie van zelf-assemblage J-aggregaten en nanobuisvormige materialen in biomedische beeldvorming en behandeling, opto-elektronische en fotonische apparaten op nanoschaal voor logica, snelle communicatie, en elektronische en excitonische technologieën van de volgende generatie.