Pesquisadores do Instituto de Microscopia Eletrônica e Nanoanálise da Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz) e do Centro de Microscopia Eletrônica de Graz (ZFE) trabalham há mais de uma década na fabricação de arquiteturas 3D complexas e independentes – em um tentativa de expandir a gama de aplicações para nanoestruturas opticamente ativas que podem ser encontradas em células solares e sensores biológicos ou químicos.
A equipe, liderada por Harald Plank, Verena Reisecker e David Kuhness, alcançou dois avanços. Agora é possível simular com precisão as formas e tamanhos necessários das nanoestruturas para alcançar as propriedades ópticas desejadas, que podem então ser produzidas com precisão. Eles também conseguiram remover completamente as impurezas químicas incorporadas durante a produção inicial sem impactar negativamente as nanoarquiteturas 3D.
Até agora, as nanoestruturas 3D exigiam um processo demorado de tentativa e erro para obter o produto final com as propriedades ópticas desejadas. Segundo TU Graz , esse esforço foi finalmente eliminado. “A consistência entre simulações e ressonâncias plasmônicas reais de uma ampla gama de nanoarquiteturas é muito alta”, disse Harald Plank. “Este é um grande avanço. O trabalho árduo dos últimos anos finalmente valeu a pena.”
A tecnologia é supostamente a única no mundo que pode ser usada para produzir estruturas 3D complexas com características individuais menores que 10 nanômetros em um procedimento controlado e de etapa única em quase qualquer superfície. Para efeito de comparação, os menores vírus têm cerca de 20 nanômetros de tamanho. “O maior desafio nos últimos anos foi transferir as arquiteturas 3D para materiais de alta pureza sem destruir a morfologia”, disse Harald Plank. “Este salto de desenvolvimento permite novos efeitos ópticos e conceitos de aplicação graças ao aspecto 3D.”
Os pesquisadores usam a deposição induzida por feixe de elétrons focado para produzir as nanoestruturas. A superfície relevante é exposta a gases especiais sob condições de vácuo. Um feixe de elétrons finamente focado divide as moléculas do gás, e então partes delas passam para o estado sólido e aderem ao local desejado. Ao empilhar esses nanovolumes uns sobre os outros, são construídas estruturas 3D. “Ao controlar com precisão os movimentos do feixe e os tempos de exposição, somos capazes de produzir nanoestruturas complexas com blocos de construção semelhantes a treliças ou folhas num único passo”, disse Harald Plank. Para saber mais sobre as a universidade de Graz acesse o site.
