使用纳米胶囊中的金纳米颗粒组装三维结构的新技术
由副教授领导的一个研究小组。东邦大学 Shota Kuwahara 教授和副教授。名古屋大学的 Masato Kuwahara 教授开发了一种新技术，可以创建限制在二氧化硅纳米胶囊内的金纳米颗粒的三维结构。组装的三维纳米结构有望表现出新的物理特性，其独特的光学特性可以促进高灵敏度多色传感器等技术的发展。该研究结果于2023年10月25日发表在 英国皇家化学学会出版的期刊《Nanoscale Advances》 上。此外，该作品还登上了这本著名期刊的封面。
主要亮点：
该课题组成功利用金纳米粒子构建了三维结构，由于其光学特性，有望在生物成像、光催化等领域得到应用。
对三维金纳米结构的电子能量损失谱(EELS)图的计算表明，根据入射电磁场的能量产生不同的等离激元模式，并且根据能量在结构的不同位置产生强电磁场的入射光。
这项研究的结果预计将促进技术的发展，例如结合了不同类型金纳米粒子的三维结构的高灵敏度多色传感器。
当用与依赖于金属纳米粒子的形状的局域表面等离子体共振相对应的光照射时，纳米粒子可以通过以特定位置的方式产生的强电场来融合。在这项研究中，研究人员利用这项技术通过将金纳米颗粒连接在一起来构建高阶结构，旨在扩展其独特的光学特性。
迄今为止，由于金纳米粒子之间的接触概率低且接触方向有限，构建由金纳米粒子组成的高阶结构一直很困难。
在这项研究中，通过将多个金纳米粒子限制在具有介孔二氧化硅壳的亚微米尺寸的二氧化硅胶囊中，研究人员增加了纳米粒子之间的接触概率，并创造了金纳米粒子可以从各个方向相互接触的空间。这是有史以来第一份成功制造三维金纳米结构的报告。
基于通过该方法获得的三维金纳米结构的扫描透射电子显微镜(STEM)图像进行电子能量损失谱(EELS)映射计算。结果表明，根据入射电磁场的能量会产生不同的等离子体激元模式，并且热点的位置根据三维结构的等离子体激元模式而变化。
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