纳米杯:生物医学与光子学应用的先进弯光纳米材料
纳米壳、纳米蛋与纳米杯
纳米壳为包覆薄金壳的球形二氧化硅核。核心偏心时成纳米蛋;偏心超壳厚时核心穿透壳层形成纳米杯。这些形状展现不同吸收散射谱,纳米蛋显示强红移多极峰和增强近场强度。
纳米蛋的生物医学潜力
香港科大研究者设计纳米蛋:硬钴壳包裹铂铁核。此设计安全递送公认抗癌药铂至肿瘤细胞。体外研究显示纳米蛋对癌细胞细胞毒性是标准药顺铂的7倍,且安全性良好。
制备涉及合成钴硫化物纳米颗粒,在铁/铂纳米晶周围形成多孔晶壳。壳孔允许水渗透,而空心钴硫化物颗粒本身对培养人癌细胞毒性可忽略。
纳米杯:弯光超材料
纳米杯是微小杯状纳米颗粒,通过等离子体相互作用操控光。将这些纳米天线嵌入聚合物基质,科学家创造出将入射光按预定方向重导向的超材料,最小化后向散射,使材料对肉眼实际上隐形。
制备工艺
光弯曲纳米杯制备:将聚苯乙烯或乳胶胶体颗粒沉积玻璃基底,受控角度蒸镀金层,包覆弹性体。固化后从基底剥离复合板,留下定向嵌入弹性体的纳米杯。
应用
- 芯片间光信号传输助力高速计算。
- 增强光谱和超透镜用于高分辨成像。
- 光伏跟踪系统聚焦阳光至固定接收器,提升太阳能电池效率。
其他纳米结构
剑桥大学纳米科学实验室Ghim Wei Ho展示了纳米线、锥、环、杯、花等多样纳米结构生长。这些复杂、常为非晶-晶体复合体对下一代电子光子器件充满希望。
纳米材料