Forskare från North Carolina State University och MIT har hittat ett enklare sätt att deponera magnetiska järnoxid (magnetit) nanopartiklar på kiseldioxidbelagda guldnanoroder, skapa multifunktionella nanopartiklar med användbara magnetiska och optiska egenskaper.

Guldnanoroder har utbredda potentiella tillämpningar eftersom de har en ytplasmonresonans - vilket betyder att de kan absorbera och sprida ljus. Och genom att kontrollera dimensionerna på nanoroderna, specifikt deras bildförhållande (eller längd dividerat med diameter), våglängden för det absorberade ljuset kan kontrolleras. Denna egenskap gör guld nanoroder attraktiva för användning i katalys, säkerhetsmaterial och en mängd biomedicinska tillämpningar, som diagnostik, bildbehandling, och cancerterapi. Det faktum att magnetit-guld-nanopartiklarna också kan manipuleras med hjälp av ett magnetfält ökar deras potentiella användbarhet för biomedicinska tillämpningar, såsom diagnostiska verktyg eller fototermiska läkemedel.

"Det tillvägagångssätt vi beskriver i vårt nya papper är enkelt, troligen gör det snabbare och billigare än nuvarande tekniker för att skapa dessa nanopartiklar - i liten eller stor skala, "säger Joe Tracy, docent i materialvetenskap och teknik vid NC State och motsvarande författare till en uppsats om arbetet.

Den nya tekniken använder ett tillvägagångssätt som kallas heteroaggregation. Kiseldioxidbelagda guldnanoroder sprids i etanol, ett polärt lösningsmedel. I etanol, väteatomerna är delvis positivt laddade, och syreatomerna är delvis negativt laddade. Magnetitnanopartiklarna sprids i hexaner, ett opolärt lösningsmedel, där avgifterna inte separeras. När de två lösningarna blandas, magnetit-nanopartiklarna binder till guldnanoroderna-och de resulterande magnetit-guld-nanopartiklarna avlägsnas från lösningsmedlet med hjälp av en enkel centrifugeringsprocess.

"Vi kan ta försyntiserade, kiseldioxidbelagda guldnanoroder och nanopartiklar av järnoxid och sedan kombinera dem, säger Brian Chapman, en doktorsexamen student vid NC State och huvudförfattare till tidningen. "Detta är enklare än andra tekniker, som förlitar sig på att antingen växa järnoxid-nanopartiklar på guldnanoroder eller använda molekylära tvärbindare för att binda järnet till kiseldioxidbeläggningen av nanoroderna. "

"Vår strategi ger också mycket enhetliga nanopartiklar, "Säger Tracy." Och genom att införliva ligander som kallas PEG-katekoler, de resulterande nanopartiklarna kan dispergeras i vatten. Detta gör dem mer användbara för biomedicinska tillämpningar.

"Det här är intressant, och potentiellt mycket användbar, multifunktionella nanopartiklar, "Tracy tillägger." Och förhoppningsvis kommer detta arbete att underlätta utvecklingen av applikationer som utnyttjar dem. "

Pappret, "Heteroaggregationsmetod för deponering av magnetit-nanopartiklar på kiseldioxidöverdragna guldnanoroder, "publiceras i tidningen Materialkemi .