Esistono raggruppamenti a grappolo costituiti da pochi atomi di argento che hanno notevoli proprietà ottiche e che avrebbero enormi potenzialità per il campo della fluorescenza e delle luci a LED. Le loro applicazioni pratiche sono a tutt’oggi limitate perché su di loro insiste la tendenza ad aggregarsi. Una volta divenute particelle più grandi perdono tutte le loro capacità ottiche.

Un nuovo studio però, realizzato da un gruppo di ricercatori dell’Università KU Leuven (Belgio), dell’Università di Strasburgo e del CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), ha portato alla luce un metodo per ovviare al problema. Per “costringere” gli atomi di argento in una struttura stabile sono stati inseriti all’interno di zeoliti, minerali di origine naturale o artificiale, dalla struttura cristallina regolare microporosa. Come spiega il Professor Maarten Roeffaers, del Centre for Surface Chemistry and Catalysis:

Le zeoliti contengono ioni sodio o potassio. Noi abbiamo usato lo scambio ionico per sostituire questi ioni con ioni d’argento. Per ottenere i cluster che volevamo, abbiamo riscaldato le zeoliti con ioni d’argento, in modo che si auto-assemblassero in cluster.

Plasmando i grappoli di atomi di argento a proprio piacimento si riescono a raggiungere livelli di efficienza estremamente elevati, a fronte di un costo ridotto. Il Professor Johan Hofkens, che ha guidato la ricerca, si sofferma su questo punto:

I gruppi di atomi di argento sono in grado di assemblarsi in forme diverse, tra cui una linea o una piramide. Questa forma piramidale è ciò di cui abbiamo bisogno per ottenere le migliori proprietà di fluorescenza. Riscaldare gli ioni d’argento all’interno della struttura della zeolite li fa adottare questa forma.

Dal momento che sono “intrappolati”, per così dire, nelle gabbie delle zeoliti possono solo formare una piramide con fino a quattro atomi di argento. Queste sono esattamente la forma e le dimensioni in cui il cluster d’argento emette la maggiore quantità di luce fluorescente, con un’efficienza prossima al 100%.

Le proprietà di queste “zeoliti d’argento” che hanno subito trattamento termico sono state analizzate dai ricercatori, in collaborazione con il Laboratory for Solid State Physics and Magnetism del Professor Peter Lievens.

Si è potuto osservare che le proprietà strutturali, elettroniche e ottiche delle zeoliti sono state fortemente influenzate dalla presenza dei grappoli d’argento. Si è costituito un sistema dal grande potenziale per lo sviluppo futuro della fluorescenza di nuova generazione, dell’illuminazione a LED e per l’imaging biologico.

24 giugno 2016
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