En forbedret metode til belægning af guldnanoroder

Forskere har finjusteret en teknik til belægning af guld nanorods med silicaskaller, tillader ingeniører at oprette store mængder af nanoroderne og give dem mere kontrol over tykkelsen af ​​skallen. Guldnanoroder undersøges til brug i en lang række biomedicinske applikationer, og dette fremskridt baner vejen for mere stabile guld nanorods og for kemisk funktionalisering af overfladen af ​​skallerne.

Guldnanoroder har mange potentielle applikationer, fordi de har en overfladeplasmonresonans - hvilket betyder, at de kan absorbere og sprede lys. Og ved at kontrollere dimensionerne af nanoroderne, specifikt deres billedformat (eller længde divideret med bredde), du kan styre bølgelængden af ​​lys, de absorberer.

"Denne egenskab gør guld nanorods attraktive til brug i katalyse, sikkerhedsmaterialer og en række biomedicinske applikationer, såsom diagnostik, billeddannelse, og kræftbehandling, "siger Joe Tracy, en materialevidenskab og ingeniørforsker ved NC State, som er seniorforfatter til et nyligt papir om den forbedrede teknik.

Guldnanoroder er effektive til fototermisk opvarmning, processen med at omdanne absorberet lys til varme. Hvis der skinner for meget lys på guld nanorods, imidlertid, de kan miste deres stangform og skifte til kugler, mister deres ønskelige optiske egenskaber.

En måde at hjælpe guld nanorods med at bevare deres form under fototermisk opvarmning er at belægge dem med silicaskaller, som begrænser nanoroderne til deres oprindelige form, men lader lys passere igennem. Til forskellige applikationer, det er vigtigt at kunne styre skaltykkelserne. Med tynde skaller, ændringen i nanorods størrelse er minimal, og guld nanorods kan stadig pakkes ind i tætte samlinger. På den anden side, tykkere skaller kan fungere som buffere, forhindrer nanoroder i at bunke tæt sammen og beskytte dem mod deres miljø.

Silicaskaller giver også en overflade, der kan funktionaliseres ved hjælp af velforståede kemiske teknikker. For eksempel, skallerne kunne funktionaliseres til fluorescens i nærvær af specifikke proteiner eller til målretning af tumorer.

"Silica -skallerne tilbyder flere fordele - og vores modificerede tilgang til belægning af guld -nanoroder med silica -skaller har to forskellige fordele, " siger Tracy.

"Først, vi har demonstreret, at vores teknik kan udføres i stor skala - op til 190 milligram, "Tracy siger." For det andet, vi tilbyder forbedret kontrol over skaltykkelsen. Vi kan konsekvent skabe ensartede skaller så tynde som 2 nanometer. "

Den modificerede teknik har to trin.

"Først anvender vi et reagens kaldet TEOS på guldnanoroderne i opløsning, "siger Wei-Chen Wu, en ph.d. studerende i Tracy's lab og hovedforfatter af papiret. "Når først er i løsningen, TEOS begynder at danne en silica skal på nanoroderne. Vi introducerer derefter et andet reagens kaldet PEG-silan i opløsningen. Dette forhindrer skallen i at blive tykkere."