Forskere designer tilpassede nanopartikler med ny stencilmetode

Partikler i nanostørrelse gør allerede cykler og tennisketchere lettere og stærkere, beskytte briller mod ridser, og hjælpe med at dirigere kemoterapi til kræftceller. Men deres anvendelighed afhænger af, at de er i stand til præcist at forme dem til de rigtige konfigurationer - ingen let opgave, når de er så små, at tusinder af dem kunne passe ind i tykkelsen af ​​et ark papir.

I en undersøgelse offentliggjort 3. december i Naturmaterialer , Forskere fra University of Chicago afslørede en innovativ teknik til at skubbe grænserne for fremstilling af sådanne nanopartikler. De påfører en belægning, der dækker dele af nanopartiklerne, som giver dem mulighed for kun at belægge nye molekyler på de udsatte overflader - lidt ligesom en stencil og en dåse spraymaling.

Nanopartikler er fascinerende, fordi de kan lide at samle sig selv i former, så for mange applikationer, forskere kan tilføje de rigtige ingredienser og bage det ved de rigtige temperaturer for at få de former, de ønsker. Men det giver kun en vis række af muligheder.

"Det meste af selvmontering er baseret på sfærer, som ikke rigtig har en forskel i struktur, men med de fleste andre former er det vigtigt at kunne komme til bestemte områder, " sagde Yossi Weizmann, en adjunkt i kemi og forfatter på papiret. "Du har brug for dybere kapaciteter for mere fuldt ud at udforske mulighederne for nanoteknologi."

Den nye metode bruger en belægning af polymer, der er spacklet på nanopartiklerne på bestemte steder. Derefter kan du tilføje det næste molekyle, som kun kan binde sig til nanopartiklerne, hvor der ikke er polymer.

De resulterende muligheder er kun begrænset til en videnskabsmands fantasi.

"Den måde, vi designede byggeklodserne på, giver dig mulighed for at lave et stort antal permutationer, "sagde kandidatstuderende Kyle Gibson, medforfatter på papiret.

De testede det og lavede en række forskellige former i nanostørrelse - 3-D terninger med kun centre eller kanter og spidser synlige, 2-D prismer med frie hjørner, og endimensionelle stænger med kun den ene side eller en eller begge ender tilgængelige.

Udvalget af former gør det muligt for forskere at eksperimentere med egenskaber, sagde forskerne, som kunne give ideer til ny elektronik og sansning.