Wetenschappers van het Argonne National Laboratory hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor de gecontroleerde end-to-end assemblage van staafvormige gouden nanodeeltjes.

De nanodeeltjes worden chemisch gesynthetiseerd met behulp van een gevestigde techniek, het produceren van hoogwaardige gouden nanostaafjes met een lengte van ongeveer 70 nm en een diameter van ongeveer 15 nm, gestabiliseerd in water door hydrofiele oppervlakteactieve moleculen.

De zijkanten van de staven worden beter beschermd door de oppervlakteactieve stoffen dan de uiteinden, zodat wanneer extra ligandmoleculen die aan goud binden aan de oplossing worden toegevoegd, ze hechten bij voorkeur aan de uiteinden van de staven.

Als deze liganden hydrofoob zijn, dan zullen de staven zich spontaan van begin tot eind organiseren wanneer ze in een geschikt mengsel van organische oplosmiddelen en water worden geplaatst.

Analyse van assemblagekinetiek toonde aan dat dit door oplosmiddelen gemedieerde proces heel anders is dan de assemblageprocessen die eerder zijn gebruikt om nanostaafjes te rangschikken, zoals covalente binding en waterstofbinding.

De analyse toont ook de voorwaarden aan die nodig zijn voor het verkrijgen van selectieve end-to-end assemblage; vooral, het bleek dat monsters van nanostaafjes enkele dagen moeten rijpen tussen synthese en assemblage.

De resultaten bieden dus een nieuwe manier om anisotrope nanodeeltjes in gecontroleerde configuraties te rangschikken, waardoor de bottom-up productie van functionele nanomaterialen mogelijk is.