Ett team av forskare vid University of Florida har tagit reda på hur guld kan användas i kristaller som odlas av ljus för att skapa nanopartiklar, en upptäckt som har stora konsekvenser för industrin och cancerbehandling och som kan förbättra läkemedels funktion, medicinsk utrustning och solpaneler.

Nanopartiklar kan "odlas" i kristallformationer med särskild användning av ljus, i en process som kallas plasmondriven syntes. Dock, forskare har haft begränsad kontroll om de inte använde silver, men silver begränsar användningen av medicinsk teknik. Teamet är det första som framgångsrikt använder guld, som fungerar bra i människokroppen, med denna process.

"Hur spelar ljuset egentligen en roll i syntesen? [Denna kunskap] var inte väl utvecklad, "sa David Wei, en docent i kemi som ledde forskargruppen. "Guld var modellsystemet för att demonstrera detta."

Guld är mycket önskvärt för nanoteknik eftersom det är formbart, reagerar inte med syre och leder värme väl. Dessa egenskaper gör guld till ett idealiskt material för nanopartiklar, särskilt de som kommer att placeras i kroppen.

När polyvinylpyrrolidon, eller PVP, ett ämne som vanligen finns i farmaceutiska tabletter, används vid plasmondriven syntes, det gör det möjligt för forskare att bättre kontrollera tillväxten av kristaller. I Weis forskning, PVP överraskade laget genom att visa sin potential att vidarebefordra ljusgenererade "heta" elektroner till en guldyta för att odla kristallerna.

Forskningen beskriver den första plasmoniska syntesstrategin som kan göra guld-nanoprismer med hög avkastning. Ännu mer spännande, laget har visat att synligt räckvidd och lågeffektljus kan användas vid syntesen. Kombinerat med nanopartiklar som används i solcellsanläggningar, denna metod kan till och med utnyttja solenergi för kemisk syntes, att göra nanomaterial eller för allmänna tillämpningar inom kemi.

Wei har tillbringat det senaste decenniet inom nanoteknik. Han är fascinerad av dess tillämpningar inom fotokemi och biomedicin, särskilt i riktad läkemedelsleverans och fototermisk terapi, som är avgörande för cancerbehandling. Hans team inkluderar samarbetspartners från Pacific Northwest National Laboratory, där han har arbetat som gästforskare, och Brookhaven National Laboratory. Dessutom, projektet har gett ett utbildningsmöjlighet för kemistudenter:en gymnasieelev (genom UF:s Student Science Training Program), två universitetsforskare som också finansierade av Howard Hughes Medical Institute, fem doktorander och två postdoktorer.

Resultaten publicerades online den 4 juli i Naturmaterial .