Cultiver des nanoprismes d’argent avec de la lumière

Les nanoparticules sonnent un peu comme de la science-fiction dans l’esprit de votre hacker moyen – trop ésotérique et hors de portée pour être quelque chose avec lequel nous pourrions travailler dans nos propres repaires – mais [Ben Krasnow] de [Applied Science] sur YouTube a prouvé qu’ils peuvent très certainement être créés par de simples mortels, et surtout, ils peuvent être réglés. Avec lumière. C’est vrai, la croissance des nanoparticules semble être très fortement affectée par l’éclairage avec des longueurs d’onde spécifiques, ce qui verrouille leur taille et définit ainsi leurs propriétés de flexion de la lumière. C’est le concept de la synthèse photomédiée, qui provoque l’agrégation des nanoparticules dans différentes configurations en fonction de la longueur d’onde. L’idée est de commencer avec une solution mère de nitrate d’argent, qui est ensuite réduite pour former des nanosphères d’argent qui sont ensuite converties en nanoprismes d’argent plus grands, dimensionnés en fonction de la longueur d’onde de la source d’éclairage.

Le processus semble assez simple, une solution de nitrate d’argent et de citrate de sodium étant dégazée sous vide pour éliminer l’oxygène, puis purgée en faisant barboter de l’argon ou de l’azote. Le borohydrure de sodium agit comme un agent réducteur, produisant des nanoparticules d’argent métallique à partir de la solution de nitrate d’argent. Le citrate de sodium recouvre les nanoparticules d’argent au fur et à mesure de leur production, les empêchant de s’agglutiner en un précipité pâteux. JcJ (Polyvinylpyrrolidone) est ajouté, agissant comme un agent colloïdal empêchant les nanoparticules enrobées de s’agglutiner et aidant à maintenir la solution stable suffisamment longtemps pour que le processus de synthèse par photo-médiation se termine. Enfin, le pH est ajusté jusqu’à 11 à l’aide d’hydroxyde de sodium. La solution mère de nanoparticules d’argent résultante a une couleur jaune pâle et est prête pour la sélection finale de la taille des particules à l’aide de la source lumineuse.

La source lumineuse a été fabriquée sur mesure car [Ben] dit qu’il n’a pas pu trouver quelque chose de convenable dans le commerce. Il s’agit d’une conception simple utilisant un Teensy pour piloter un ensemble de pilotes de LED PAM2804, chacun d’entre eux pilotant sa propre LED de puissance moyenne, une pour chacune des différentes longueurs d’onde d’intérêt. Comme [Ben] souligne, l’approche naïve consistant à essayer d’approcher une couleur spécifique avec une configuration LED RVB ne fonctionnerait pas, car bien que l’œil humain perçoive la couleur, le pic de longueur d’onde réel sera totalement faux et la réaction ne se déroulera pas comme prévu. La conception matérielle est disponible sur MultiSpectLED GitHub pour votre plus grand plaisir.

Les nanoparticules ont toutes sortes de propriétés étranges et merveilleuses, telles que rendre l’insoudable, soudable, permettre l’impression 3D de l’aluminium et même permettre la production de l’un de nos jouets liquides préférés, le ferrofluide.