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Un equipo de investigación de KAIST ha desarrollado una técnica de recubrimiento de película que puede utilizarse para aplicar el efecto fototérmico de nanopartículas de oro en sitios industriales. Este método elimina la necesidad de calentar cables, rociar o engrasar regularmente anticongelante y cambiar el diseño del sustrato.
Así lo anunciaron el profesor Hyoungsoo Kim del Departamento de Ingeniería Mecánica (Laboratorio de Fluidos e Interfaz) y el Profesor Dong Ki Yoon del Departamento de Química (Grupo de Ensamblaje de Material Blando) el 3 de enero.aproxEn 2023, habían desarrollado una técnica novedosa que permite que las partículas de nanobarras de oro (GNR) se estructuren uniformemente en cuadrantes mediante una simple evaporación y la habían utilizado para desarrollar una superficie anticongelante y descongelante.
Muchos científicos han intentado manipular superficies de sustratos utilizando diversos enfoques de recubrimiento en los últimos años, prestándose considerable atención a aquellos que implican el modelado de nanomateriales funcionales. En particular, GNR se considera un candidato a nanomaterial viable debido a su biocompatibilidad, estabilidad química, facilidad comparativa de preparación y propiedades de resonancia de plasmón superficial estables y características.
Para mejorar el rendimiento de GNR, es importante lograr una alta uniformidad durante la deposición de la película, así como un alto nivel de alineación de las varillas. Sin embargo, cumplir ambos requisitos hasta ahora ha demostrado ser una tarea desafiante.
Para abordar este problema, el equipo conjunto de investigación utilizó nanocristales de celulosa (CNC), un nanomaterial funcional de próxima generación que se puede obtener fácilmente de la naturaleza. Al ensamblar GNR en plantillas de cuadrante CNC, el equipo pudo secar la película de manera uniforme y crear con éxito una película GNR en forma de anillo con orientación uniforme.
La película GNR altamente uniforme y alineada desarrollada a través de esta investigación mostró propiedades fototérmicas plasmónicas mejoradas en comparación con las películas de anillos de café existentes, y el equipo demostró que puede realizar funciones antihielo y deshielo irradiando solo luz en el rango de longitud de onda visible.
Esta técnica se puede utilizar tanto en superficies plásticas como flexibles. Cuando se utiliza en materiales y películas exteriores, puede generar su propia energía térmica, lo que proporcionaría importantes ahorros de energía mediante la recolección voluntaria de energía térmica en diversas aplicaciones, incluidos automóviles, aviones y ventanas en locales residenciales o comerciales donde las heladas son un problema grave. Invierno.
Hyoungsoo Kim, Profesor, Departamento de Ingeniería Mecánica, Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea
El profesor Dong Ki Yoon añadió: “Esta investigación es importante porque ahora podemos estructurar libremente el compuesto CNC-GNR, que antes era difícil de procesar en películas, en un área grande. Podemos usarlo como material antihielo, y si aprovecháramos las propiedades plasmónicas del oro, también podríamos usarlo como vidriera para decorar superficies de vidrio.«
Esta investigación fue realizada por Ph.D. llevado a cabo. El estudiante Jeongsu Pyeon de la Facultad de Ingeniería Mecánica y su co-primer autor, el Dr. Soon Mo Park (graduado de KAIST, actualmente becario postdoctoral en la Universidad de Cornell) y fue publicado en el volumen en línea de comunicación de la naturaleza el 8 de diciembreTh2023.
La investigación fue reconocida por sus logros y seleccionada como artículo destacado editorial de las revistas Inorganic and Physical Chemistry, Materials Science and Chemistry y Materials Science and Chemistry.
El equipo fue financiado por el Fondo de Investigación Individual Básica Mediana de la Fundación Nacional de Investigación de Corea y el Centro de Arquitecturas Quirales Multiescala.
Referencia de la revista:
Pyeon, J., et. Alabama. (2023) Metasuperficies plasmónicas de matrices de nanocristales de celulosa con cuadrantes de nanobarras de oro alineadas para protección fototérmica antihielo. comunicación de la naturaleza. doi:10.1038/s41467-023-43511-9.
Fuente: https://www.kaist.ac.kr/en/
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