Forskere finder en enklere måde at afsætte magnetisk jernoxid på guld nanorods

Forskere fra North Carolina State University og MIT har fundet en enklere måde at deponere magnetiske jernoxid (magnetit) nanopartikler på silica-coatede guld nanorods, skabe multifunktionelle nanopartikler med nyttige magnetiske og optiske egenskaber.

Guld nanorods har udbredte potentielle anvendelser, fordi de har en overflade plasmon resonans - hvilket betyder, at de kan absorbere og sprede lys. Og ved at kontrollere dimensionerne af nanoroderne, specifikt deres billedformat (eller længde divideret med diameter), bølgelængden af ​​det absorberede lys kan styres. Denne egenskab gør guld nanorods attraktive til brug i katalyse, sikkerhedsmaterialer og et væld af biomedicinske applikationer, såsom diagnostik, billeddannelse, og kræftbehandling. Det faktum, at magnetit-guld nanopartiklerne også kan manipuleres ved hjælp af et magnetfelt, øger deres potentielle anvendelighed til biomedicinske applikationer, såsom diagnostiske værktøjer eller fototermisk behandling.

"Den tilgang, vi skitserer i vores nye papir, er enkel, sandsynligvis gør det hurtigere og billigere end nuværende teknikker til at skabe disse nanopartikler - i lille eller stor skala, " siger Joe Tracy, en lektor i materialevidenskab og teknik ved NC State og tilsvarende forfatter til et papir om arbejdet.

Den nye teknik bruger en tilgang kaldet heteroaggregation. Silica-coated guld nanorods er spredt i ethanol, et polært opløsningsmiddel. I ethanol, brintatomerne er delvist positivt ladede, og oxygenatomerne er delvist negativt ladede. Magnetitnanopartiklerne er spredt i hexaner, et ikke-polært opløsningsmiddel, hvor afgifterne ikke er adskilt. Når de to opløsninger blandes, magnetit-nanopartiklerne binder sig til guld-nanopartiklerne – og de resulterende magnetit-guld-nanopartikler fjernes fra opløsningsmidlet ved hjælp af en simpel centrifugeringsproces.

"Vi er i stand til at tage præsyntetiserede, silica-coatede guld nanorods og jernoxid nanopartikler og derefter kombinere dem, " siger Brian Chapman, en ph.d. studerende ved NC State og hovedforfatter af papiret. "Dette er enklere end andre teknikker, som er afhængige af enten at dyrke jernoxid-nanopartikler på guldnanostaver eller bruge molekylære tværbindere til at binde jernet til silicabelægningen af ​​nanoroderne."

"Vores tilgang resulterer også i meget ensartede nanopartikler, " siger Tracy. "Og ved at inkorporere ligander kaldet PEG-katekoler, de resulterende nanopartikler kan spredes i vand. Dette gør dem mere nyttige til biomedicinske applikationer.

"De her er interessante, og potentielt meget nyttige, multifunktionelle nanopartikler, " Tracy tilføjer. "Og forhåbentlig vil dette arbejde lette udviklingen af ​​applikationer, der udnytter dem."

Papiret, "Heteroaggregationsmetode til afsætning af magnetitnanopartikler på silica-overcoated guld nanorods, " er offentliggjort i tidsskriftet Materialernes kemi .