Nanodeeltjes maken fietsen en tennisrackets al lichter en sterker, bescherm brillen tegen krassen, en helpen chemotherapie-medicijnen naar kankercellen te leiden. Maar hun bruikbaarheid hangt af van het vermogen om ze precies in de juiste configuraties te boetseren - geen gemakkelijke taak als ze zo klein zijn dat duizenden van hen in de dikte van een vel papier passen.

In een studie gepubliceerd op 3 december in Natuurmaterialen , Wetenschappers van de Universiteit van Chicago hebben een innovatieve techniek onthuld om de grenzen van het maken van dergelijke nanodeeltjes te verleggen. Ze brengen een coating aan die delen van het nanodeeltje bedekt, waardoor ze nieuwe moleculen alleen op de blootgestelde oppervlakken kunnen coaten - een beetje zoals een sjabloon en een spuitbus verf.

Nanodeeltjes zijn fascinerend omdat ze zichzelf graag in vormen assembleren, dus voor veel toepassingen, wetenschappers kunnen de juiste ingrediënten toevoegen en bakken op de juiste temperatuur om de gewenste vormen te krijgen. Maar dat levert slechts een bepaald scala aan mogelijkheden op.

"De meeste zelfassemblage is gebaseerd op bollen, die niet echt een verschil in structuur hebben, maar bij de meeste andere vormen is het belangrijk om naar specifieke gebieden te kunnen gaan, " zei Yossi Weizmann, een assistent-professor scheikunde en auteur op het papier. "Je hebt diepere mogelijkheden nodig om de mogelijkheden van nanotechnologie beter te verkennen."

De nieuwe methode maakt gebruik van een coating van polymeer die op bepaalde plekken op de nanodeeltjes wordt gespoten. Dan kun je het volgende molecuul toevoegen, die zich alleen aan de nanodeeltjes kan hechten waar geen polymeer is.

De resulterende mogelijkheden zijn alleen beperkt tot de verbeelding van een wetenschapper.

"Door de manier waarop we de bouwstenen hebben ontworpen, kun je een groot aantal permutaties maken, " zei afgestudeerde student Kyle Gibson, co-eerste auteur op het papier.

Ze testten het en maakten een verscheidenheid aan vormen in nano-formaat-3D-kubussen met alleen middelpunten of randen en hoekpunten zichtbaar, 2-D prisma's met vrije hoeken, en eendimensionale staven met slechts één kant of één of beide uiteinden beschikbaar.

Het scala aan vormen stelt wetenschappers in staat om te experimenteren met eigenschappen, zeiden de wetenschappers, die ideeën zouden kunnen opleveren voor nieuwe elektronica en sensing.