Challenges on Optical Printing of Colloidal Nanoparticles

While colloidal chemistry provides ways to obtain a great variety of nanoparticles with different shapes, sizes, material composition, and surface functions, their controlled deposition and combination on arbitrary positions of substrates remains a considerable challenge. Over the last ten years, optical printing arose as a versatile method to achieve this purpose for different kinds of nanoparticles. In this article, we review the state of the art of optical printing of single nanoparticles and discuss its strengths, limitations, and future perspectives, by focusing on four main challenges: printing accuracy, resolution, selectivity, and nanoparticles photostability.Fil: Violi, Ianina Lucila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; Argentina. Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Nanosistemas; ArgentinaFil: Martínez, Luciana Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; ArgentinaFil: Barella, Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; ArgentinaFil: Zaza, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Chvátal, Lukás. Czech Academy of Sciences; República ChecaFil: Zemánek, Pavel. Czech Academy of Sciences; República ChecaFil: Gutierrez, Marina Veronica. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Delta; ArgentinaFil: Paredes, María Yanela. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Delta; ArgentinaFil: Scarpettini, Alberto Franco. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Delta; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Olmos Trigo, Jorge. Donostia International Physic Center; EspañaFil: Pais, Valeria Rocío. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Díaz Nóblega, Iván Agustín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Cortés, Emiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Ludwig Maximilians Universitat. Katholisch - Theologische Fakultat; AlemaniaFil: Sáenz, Juan José. Donostia International Physic Center; EspañaFil: Bragas, Andrea Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Gargiulo, Julian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; Argentina. Ludwig Maximilians Universitat. Katholisch - Theologische Fakultat; AlemaniaFil: Stefani, Fernando Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentin

Accuracy and Mechanistic Details of Optical Printing of Single Au and Ag Nanoparticles

Optical printing is a powerful all-optical method that allows the incorporation of colloidal nanoparticles (NPs) onto substrates with nanometric precision. Here, we present a systematic study of the accuracy of optical printing of Au and Ag NPs, using different laser powers and wavelengths. When using light of wavelength tuned to the localized surface plasmon resonance (LSPR) of the NPs, the accuracy improves as the laser power is reduced, whereas for wavelengths off the LSPR, the accuracy is independent of the laser power. Complementary studies of the printing times of the NPs reveal the roles of Brownian and deterministic motion. Calculated trajectories of the NPs, taking into account the interplay between optical forces, electrostatic forces, and Brownian motion, allowed us to rationalize the experimental results and gain a detailed insight into the mechanism of the printing process. A clear framework is laid out for future optimizations of optical printing and optical manipulation of NPs near substrates.Fil: Gargiulo, Julian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; ArgentinaFil: Violi, Ianina Lucila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; ArgentinaFil: Cerrota, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; ArgentinaFil: Chvátal, Lukás. Czech Academy of Sciences. Institute of Scientific Instruments; República ChecaFil: Cortés, Emiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; ArgentinaFil: Perassi, Eduardo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Díaz, Fernando. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Zemánek, Pavel. Czech Academy of Sciences. Institute of Scientific Instruments; República ChecaFil: Stefani, Fernando Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias ; Argentin