Plasmonik med ultrafina nanopartiklar
Grundinformation
- Period: 2023-01-01 – 2026-12-31
- Finansiär: Vetenskapsrådet
- Bidragstyp: Projektbidrag
Beskrivning
Projekttitel: Plasmonik med ultrafina nanopartiklar
Huvudsökande: Hans Ågren, avdelningen för röntgenfysik
Beviljade medel: 4 100 000 SEK för perioden 2023-2026
Plasmonik utgör ett enastående område inom nanoteknik och används numera i många applikationer inom avbildning, sensorer och energi, t.ex. för plasmonförstärkta solceller, plasmonstyrd fluorescens för molekylär spårning och plasmonkontrollerade elektroniska komponenter. Även om plasmonik i praktiken sedan länge har använts så återstår fundamentala utmaningar att förstå den underliggande fysiken i den ”ultrafina” skalan 1-10 nm, där varken klassiska eller kvantbaserade teoretiska metoder kan tillämpas rakt av och där det således föreligger en stor utmaning att designa aktiva plasmoniska nanopartiklar. Denna situation är olycklig med tanke på det stora antalet tillämpningar som sådana partiklar kan utnyttjas för, till exempel inom bioavbildning och biomedicin där ultrafina plasmoniska partiklar ger distinkta fördelar som storlekskompatibilitet för cellkanaler, proteinfickor och andra små biostrukturer. Nyligen härledde vi en semi-empirisk modell för ultrafina plasmoniska partiklar för att överbrygga detta ”utrafina” gap. Modellen har redan utvärderats i en uppsättning grundläggande studier avseende plasmonexcitationernas beroende av nanopatiklarnas storlek, form, material, temperatur och omgivande medium. Ett primärt mål för det aktuella projektet är att implementera modellen i flerskaliga och flerfysikaliska metoder, vilket gör den tillämplig för allmän tidsberoende elektromagnetisk utbredning och spridning i heterogena miljöer, organiska ligander, lösningar och ytor. Med dessa verktyg inleder vi nya banbrytande tillämpningar av ultrafina plasmoniska partiklar inom områdena bioavbildning, fototermisk terapi och plasmonisk stimulerad fotodetektion av infrarött ljus. Modelleringen blir nära knutet till experimentellt samarbete inom syntes, mätningar och tillverkning av komponenter med återkoppling och validering. Med denna strategi förväntar vi oss att utveckla nya plasmoniska system med oöverträffad prestanda och användbarhet.