Gold-Nanostäbchen mit Magnetfeldern lenkbar
Technik als Wegbereiter für Anwendungen in biomedizinischer Bildgebung und anderen Technologien
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Unter dem Mikroskop: Technik wegweisend für Bildgebungsverfahren (Foto: pixabay.com, ckstockphoto) |
Raleigh (pte003/24.06.2022/06:10)
Materialforscher Joe Tracy von der North Carolina State University http://ncsu.edu und ein internationales Team haben eine neue Technik entwickelt, über die sich Gold-Nanostäbchen mithilfe von Magnetfeldern exakt ausrichten lassen. Der Clou: Dabei bleiben die zugrunde liegenden optischen Eigenschaften der Gold-Nanostäbchen erhalten. "Gold-Nanostäbchen sind interessant, weil sie bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbieren und streuen können, was sie für Anwendungen wie biomedizinische Bildgebung, Sensoren und andere Technologien interessant macht", so Tracy.
Optische Eigenschaften lenken
Den Wissenschaftlern nach lassen sich die Wellenlängen des absorbierten und gestreuten Lichts einstellen, indem die Abmessungen der Goldnanostäbchen verändert werden. Durch die magnetische Kontrolle ihrer Ausrichtung lässt sich weiter steuern und modulieren, auf welche Wellenlängen die Nanostäbchen reagieren. "Wenn man die Ausrichtung der Goldnanostäbchen kontrollieren kann, hat man eine größere Kontrolle über ihre optischen Eigenschaften. Die Verwendung von Magnetfeldern zur Steuerung dieser Ausrichtung bedeutet, dass man die Ausrichtung steuern kann, ohne die Nanostäbchen zu berühren", weiß Tracy.
Mit ihrer Technik synthetisieren die Forscher getrennte Lösungen von Gold-Nanostäbchen und Eisenoxid-Nanopartikeln. Durch deren Mixtur werden die Eisenoxid-Nanopartikel auf der Oberfläche der Gold-Nanostäbchen angebracht. Die so "beschichteten" Nanostäbchen können dann mit einem schwachen Magnetfeld gesteuert werden. Tracy: "Wir haben sowohl charakterisiert, was während dieses Prozesses passiert, als auch wie gut er funktioniert. Und wir haben gezeigt, dass wir die Nanostäbchen ausrichten können und dass der Prozess die optischen Eigenschaften der Goldnanostäbchen nicht beeinträchtigt."
Anwendungen in der Bildgebung
"Darüber hinaus haben diese Nanostäbchen das kleinste Seitenverhältnis aller länglichen Nanopartikel, die mit Eisenoxid-Nanopartikeln 'dekoriert' und mithilfe von Magnetfeldern ausgerichtet wurden. Damit diese Technik funktioniert, mussten wir viele Aspekte des Systems optimieren, darunter die Abmessungen der Gold-Nanostäbchen, die Größe der Eisenoxid-Nanopartikel und die relativen Konzentrationen von Nanostäbchen und Nanopartikeln in der Lösung", erklärt Erstautor Mehedi Rizvi. Derzeit erforscht das Team mögliche Anwendungen in der Bildgebung, die auf den multifunktionalen Eigenschaften der magnetisch überzogenen Goldnanostäbchen basieren.
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