Peneliti di New York University telah mengembangkan metode untuk mengarahkan perakitan partikel mikroskopis menjadi kristal menggunakan cahaya. Teknik ini, yang dirinci dalam jurnal Chem, memungkinkan pengendalian waktu nyata atas pertumbuhan dan pelarutan kristal. Pendekatan ini dapat memungkinkan material responsif baru untuk aplikasi dalam optik dan fotonik.
Kristal membentuk dasar banyak struktur alami dan teknologi, dari butiran salju hingga silikon dalam elektronik. Namun, mengendalikan pembentukannya secara presisi telah menjadi tantangan, karena partikel biasanya merakit diri sendiri. nnTim yang dipimpin oleh Stefano Sacanna, profesor kimia di NYU, mengatasi ini dengan memasukkan molekul sensitif cahaya yang disebut fotoasam ke dalam suspensi cair partikel koloid. Bola-bola kecil ini meniru susunan atom dalam kristal dan digunakan dalam sensor dan laser. Ketika cahaya mengenai fotoasam, mereka menjadi lebih asam, mengubah muatan permukaan partikel dan dengan demikian tarikan atau tolakannya. nn“Pada dasarnya, kami menggunakan cahaya sebagai pengontrol jarak jauh untuk memprogram bagaimana materi mengatur dirinya pada skala mikro,” kata Sacanna. nnEksperimen dan simulasi menunjukkan bahwa memvariasikan intensitas, durasi, atau pola cahaya memungkinkan manipulasi presisi. Peneliti dapat memicu pembentukan kristal, melelehkan yang ada, membentuk ulang struktur, atau menciptakan perakitan lebih besar yang seragam. Steven van Kesteren, mantan peneliti pascadoktor di lab Sacanna yang sekarang di ETH Zürich, mencatat: “Hanya menaikkan atau menurunkan cahaya sedikit membuat perbedaan antara partikel menempel sepenuhnya atau benar-benar bebas.” nnMetode ini beroperasi dalam pengaturan “one-pot” tunggal, merakit dan membongkar partikel secara reversibel tanpa mengubah kondisi lain. Kesederhanaan ini berasal dari kemudahan pengendalian cahaya, memungkinkan perilaku kompleks seperti melarutkan secara selektif wilayah kristal tertentu. nnPekerjaan ini, didukung oleh US Army Research Office, Swiss National Science Foundation, dan Simons Center NYU, menunjuk ke material yang dapat diprogram dengan cahaya. Glen Hocky, associate professor kimia di NYU, mengatakan: “Pendekatan kami membawa kita lebih dekat ke material koloid dinamis dan yang dapat diprogram yang dapat dikonfigurasi ulang sesuai permintaan.” nnPenulis tambahan termasuk Nicole Smina, Shihao Zang, dan Cheuk Wai Leung, semuanya dari NYU.