Een team van onderzoekers van de Universiteit van Florida heeft ontdekt hoe goud kan worden gebruikt in kristallen die door licht worden gekweekt om nanodeeltjes te maken. een ontdekking die grote gevolgen heeft voor de industrie en de behandeling van kanker en die de werking van geneesmiddelen zou kunnen verbeteren, medische apparatuur en zonnepanelen.

Nanodeeltjes kunnen worden "gegroeid" in kristalformaties met speciaal gebruik van licht, in een proces dat plasmongestuurde synthese wordt genoemd. Echter, wetenschappers hebben beperkte controle gehad, tenzij ze zilver gebruikten, maar zilver beperkt het gebruik van medische technologie. Het team is de eerste die met succes goud gebruikt, die goed werkt in het menselijk lichaam, met dit proces.

"Hoe speelt licht eigenlijk een rol in de synthese? [Deze kennis] was niet goed ontwikkeld, " zei David Wei, een universitair hoofddocent scheikunde die het onderzoeksteam leidde. "Goud was het modelsysteem om dit aan te tonen."

Goud is zeer gewenst voor nanotechnologie omdat het kneedbaar is, reageert niet met zuurstof en geleidt warmte goed. Die eigenschappen maken goud een ideaal materiaal voor nanodeeltjes, vooral degenen die in het lichaam worden geplaatst.

Wanneer polyvinylpyrrolidon, of PVP, een stof die veel voorkomt in farmaceutische tabletten, wordt gebruikt in de plasmon-gedreven synthese, het stelt wetenschappers in staat om de groei van kristallen beter te beheersen. In het onderzoek van Wei, PVP verraste het team door zijn potentieel te tonen om door licht gegenereerde "hete" elektronen door te sturen naar een gouden oppervlak om de kristallen te laten groeien.

Het onderzoek beschrijft de eerste plasmonische synthesestrategie die gouden nanoprisma's met hoog rendement kan maken. Nog spannender, het team heeft aangetoond dat licht met een zichtbaar bereik en een laag vermogen kan worden gebruikt bij de synthese. Gecombineerd met nanodeeltjes die worden gebruikt in fotovoltaïsche apparaten op zonne-energie, deze methode kan zelfs zonne-energie gebruiken voor chemische synthese, om nanomaterialen te maken of voor algemene toepassingen in de chemie.

Wei heeft het afgelopen decennium in nanotechnologie gewerkt. Hij is geïntrigeerd door de toepassingen ervan in de fotochemie en de biogeneeskunde, vooral bij gerichte medicijnafgifte en fotothermische therapieën, wat cruciaal is voor de behandeling van kanker. Zijn team bestaat uit medewerkers van het Pacific Northwest National Laboratory, waar hij als gastonderzoeker heeft gewerkt, en Brookhaven National Laboratory. In aanvulling, het project heeft een educatieve kans geboden aan scheikundestudenten:een middelbare scholier (via het UF's Student Science Training Program), twee universitaire wetenschappers die ook gefinancierd werden door het Howard Hughes Medical Institute, vijf afstudeerders en twee postdocs.

De bevindingen werden op 4 juli online gepubliceerd in Natuurmaterialen .