Noin yhden nanometrin kokoisia kultahiukkasia yhdistettiin molekyyleillä toisiinsa, jolloin ne muodostivat kultahiukkasten ketjuja ja renkaita. Tutkimus on merkittävä edistysaskel valon kanssa voimakkaasti vuorovaikuttavien nanomateriaalien ymmärtämisessä, kertoo Suomen Akatemia tiedotteessaan.
Nanoteknologian avulla pystytään muodostamaan metalleista vain muutamasta sadasta atomista koostuvia nanometrien kokoisia hiukkasia.
Nanometrien mittakaavassa metallit saavat tutkimuksen mukaan uusia mielenkiintoisia ominaisuuksia, esimerkiksi niiden vuorovaikutus valon kanssa on erittäin voimakasta. Nanohiukkasia hyödynnetään jo lukuisissa sovelluksissa, esimerkiksi herkkinä kemiallisten yhdisteiden ilmaisimina sekä kemiallisia reaktioita nopeuttavina katalyytteinä.
Nanohiukkaset yhdistettiin molekyylisilloilla, jolloin saatiin nanohiukkaspareja, -ketjuja ja renkaita.
– Kun tällaiset rakenteet ovat vuorovaikutuksessa valon kanssa, viereisten hiukkasten metalliytimien elektronipilvet kytkeytyvät toisiinsa, selittää Suomen Akatemian tutkijatohtori Eero Hulkko. Vuorovaikutus muuttaa oleellisesti sitä, kuinka välissä olevat molekyylit kokevat valon aiheuttaman sähkökentän.
– Kun pystymme tutkimaan tällaisia atomitasolla hyvin määriteltyjä nanorakenteita sekä kokeellisin että laskennallisin menetelmin, voimme ymmärtää syvällisesti kytkeytyneiden metallirakenteiden vuorovaikutusta valon kanssa, toteaa puolestaan akatemiatutkija Lauri Lehtovaara. Hänen mukaansa syvällinen ymmärtämys on tärkeää uusien sovelluksien kehittämisessä.
Tutkimus on julkaistu Nanoscale -julkaisusarjassa.