Transport av nanpartiklar till en ny målmiljö behövs ofta i medicinska tillämpningar. Inklusionsorgan eller värd-gästsystem är av särskilt intresse, dock, deras design är särskilt utmanande, och nanokolloider som bildas av oorganiska komponenter är sällsynta, även om de har fördelen av att vara funktionaliserade relativt lätt. I journalen Angewandte Chemie , forskare från Stuttgart, Tyskland, beskriva ett spännande nytt tillvägagångssätt för att tillverka ett funktionaliserbart värd-gästsystem från rena oorganiska komponenter. Systemet involverar nanokoppformade oorganiska kolloider som hyser guldnanopartiklar, som lätt kan frigöras av en extern stimulans.

Stabilisering av nanopartiklar i lösningar uppnås ofta med hjälp av ytaktiva ämnen eller polymerer. Dock, detta innebär modifiering av själva metallytan. Ett rent oorganiskt tillvägagångssätt skulle vara fördelaktigt. Peer Fischer från Max Planck Institute for Intelligent Systems och University of Stuttgart, Tyskland, säger:"Eftersom nanopartiklarna är delvis omgivna av oxidkoppen, det blir möjligt att stabilisera nakna nanopartiklar i en mängd mycket olika lösningsmedelssystem och under extrema förhållanden utan behov av ytaktiva ämnen och polymerer ... Dessutom, nanopartikelinneslutningskomplexet skapar en nanoreaktor med programmerbar nano-inneslutning." genom att kombinera fysisk ångavsättning och våtkemiska processer, hans grupp beredde inklusionskomplex av en guldnanopartikel innesluten i en nanokopp av kiseldioxid eller titandioxid. Guldet kunde frigöras helt enkelt genom försurning, som att tömma en påse.

Nyckeln till detta tillvägagångssätt är tillverkningen av oorganiska Janus-nanopartiklar, partiklar med olika funktionalitet på båda sidor. Silver-guld Janus-partiklar förformades på en kiselwafer, och oxid avsattes sedan på dessa partiklar för att ge så kallade dubbla Janus-partiklar. Sedan, silvret oxiderades och löstes upp, medan guldnanopartikeln förblev djupt inkapslad inuti oxidkoppens hålighet, hålls tätt av jonkrafter mellan guld- och oxidatomerna på kavitetsytan. För att demonstrera funktionaliteten hos det kolloidala värd-gästsystemet, forskarna tömde koppen bara genom att tillsätta syra, bryta bandet mellan guldet och kaviteten.

Oxidkoppen kan funktionaliseras ytterligare för användning i salta miljöer, i organiska lösningsmedel, och för sammansättning och stabilisering av emulsioner och kolloider, säger Fischer. Andra material finns också. "Det är möjligt att kemiskt omvandla en metall som Ag till och med till halvledare och därmed utöka utbudet av möjliga material", han lägger till. Den nya metoden av Fischers och medförfattarna Alarcón och Lee ger ett spännande nytt perspektiv på beredningen av oorganiska funktionella kolloidsystem.