روشی برای خودآرایی نانوکره‌های طلا و ایجاد لایه نازک

محققان چینی روش جدیدی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان نانوذرات طلا را با خودآرایی به آرایه‌های بزرگ در ابعاد سانتیمتری تبدیل کرد و در نهایت ساختار تولید شده را به‌منظور زیست‌حسگری و کاتالیست مورد استفاده قرار داد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Capillary Gradient-Induced Self-Assembly of Periodic Au Spherical Nanoparticle Arrays on an Ultralarge Scale via a Bisolvent System at Air/Water Interface در نشریه Advanced Materials Interfaces منتشر شده¬است.
در این پروژه محققان با خودآرایی نانوکره‌هایی از جنس طلا، ساختارهای دو بعدی ایجاد کردند. این فیلم‌های تک لایه توجه بسیاری از محققان را به ‌خود جلب کرده و کاربردهای متعددی در حسگری زیستی و شیمیایی دارد.
در حال حاضر روش‌های مختلفی برای تک لایه‌های خودآرا وجود دارد که از آن جمله می‌توان به روش لانگمر بلاجت و روش خودآرایی سطح تماس آب و روغن اشاره کرد. با این حال، روش لانگمر بلاجت نیاز به تجهیزات ویژه و منحصر به فردی دارد که معمولا محدود به نانوذرات آبگریز است. از سوی دیگر، روش خودآرایی سطح تماس آب و روغن تنها برای نانوذرات آبدوست مناسب است و زمانی که فاز روغن بخار شود، فیلم شکننده‌ای که ایجاد شده، شکسته می‌شود.
خودآرایی ساختارهای نانوکره به‌صورت دو بعدی در مقیاس بسیار بزرگ، با چالش‌هایی همراه است. در این پروژه محققان موسسه هفی با استفاده از یک سامانه زیست حلال در سطح تماس آب-هوا، موفق به خودآرایی نانوذرات طلا شدند به‌طوری که آرایه‌های بزرگی ایجاد شد.
این روش دو مرحله دارد، در مرحله اول نانوذرات طلا روی سطح آب شناور شده و سپس به هم فشرده شده و متراکم می‌شوند. این متراکم شدن، موجب تشکیل گرادیان ستونی موثر در سطح آب می‌شود. این گروه نشان دادند که این گرادیان به حلالیت آب و فشار بخار حلال بستگی دارد. آنها می‌توانند این نانوکره‌ها را به‌گونه‌ای متراکم کنند که آرایه‌های نانوکره‌ای دو بعدی دوره‌ای ایجاد شود در حالی که ابعاد آن در حد چند سانتیمتر است.
این ساختارهای دو بعدی قابلیت استفاده در زیست‌حسگری و کاتالیست را دارا هستند.