Métallurgie et modelage à l'échelle nanométrique dans l'air utilisant des MOFs

Nous rapportons une métallurgie à l'échelle nanométrique pour générer des nanoparticules métalliques et leur mode de formation simultanée en une seule étape. Cela est réalisé par la self-réduction de cristaux de cadres organiques métalliques poreux utilisant des irradiations laser à impulsions de nanosecondes. Des nanoparticules métalliques de Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, In, Bi et Pb de tailles uniformes (contrôlables entre 3 et 200 nm) et d'intervalles (aussi étroits que 2 nm) sont produites par neuf cadres organiques métalliques différents, où des ions de métaux non nobles dispersés atomiquement sont réduits et concentrés à travers les pores. L'absorption instantanée de la lumière et le refroidissement à des positions locales par un laser permettent un modelage précis et efficace des nanoparticules métalliques. Cette nouvelle méthode est adaptée à la fabrication de dispositifs à une vitesse de 15 mm² s–1 sur du verre, consommant seulement 1,5 W de puissance. Une grande variété d'architectures tridimensionnelles de nanoparticules métalliques sont démontrées, parmi lesquelles une architecture présente un effet plasmonique amélioré de manière homogène sur l'ensemble du motif pour la détection de molécules à une concentration extrêmement faible (10–12 M). Ces architectures sont extrêmement stables à l'air et à l'humidité pendant la production, l'utilisation et le stockage, sans altérer l'état d'oxydation, pendant 6 mois.