Een internationaal team van onderzoekers heeft een techniek gedemonstreerd waarmee ze gouden nanostaafjes kunnen uitlijnen met behulp van magnetische velden, terwijl de onderliggende optische eigenschappen van de gouden nanostaafjes behouden blijven.

"Gouden nanostaafjes zijn interessant omdat ze specifieke golflengten van licht kunnen absorberen en verstrooien, waardoor ze aantrekkelijk zijn voor gebruik in toepassingen zoals biomedische beeldvorming, sensoren en andere technologieën", zegt Joe Tracy, corresponderend auteur van een paper over het werk en een hoogleraar materiaalkunde en techniek aan de North Carolina State University.

Het is mogelijk om de golflengten van het geabsorbeerde en verstrooide licht af te stemmen door de afmetingen van de gouden nanostaafjes te construeren. Door hun oriëntatie magnetisch te regelen, is het mogelijk om verder te regelen en te moduleren op welke golflengten de nanostaafjes reageren.

"Met andere woorden, als je de uitlijning van gouden nanostaafjes kunt regelen, heb je meer controle over hun optische eigenschappen", zegt Tracy. "En het gebruik van magnetische velden om die uitlijning te regelen, betekent dat je de uitlijning kunt regelen zonder de nanostaafjes daadwerkelijk aan te raken."

In hun techniek synthetiseren de onderzoekers afzonderlijke oplossingen van gouden nanostaafjes en ijzeroxide nanodeeltjes. Het mengen van de oplossingen drijft de assemblage van de ijzeroxide-nanodeeltjes op het oppervlak van de gouden nanostaafjes aan. De resulterende "gecoate" nanostaafjes kunnen vervolgens worden bestuurd met behulp van een magnetisch veld met een lage sterkte.

"We hebben zowel gekarakteriseerd wat er tijdens dit proces gebeurt als hoe goed het werkt", zegt Tracy. "We hebben aangetoond dat we de nanostaafjes op één lijn kunnen brengen en dat het proces de optische eigenschappen van de gouden nanostaafjes niet nadelig beïnvloedt."

"Bovendien hebben deze nanostaafjes, voor zover wij weten, de kleinste aspectverhouding van elk langwerpig nanodeeltje dat is 'versierd' met ijzeroxide-nanodeeltjes en uitgelijnd met behulp van magnetische velden", zegt Mehedi Rizvi, eerste auteur van het artikel en een doctoraat student aan NC State.

"Om deze techniek te laten werken, hebben we veel aspecten van het systeem moeten optimaliseren, waaronder de afmetingen van de gouden nanostaafjes, de grootte van de ijzeroxide-nanodeeltjes en de relatieve concentraties van zowel nanostaafjes als nanodeeltjes in oplossing," zegt Rizvi.

"We zijn momenteel bezig met het verkennen van mogelijke toepassingen in beeldvorming op basis van de multifunctionele eigenschappen van met magneten bedekte gouden nanostaafjes", zegt Tracy. + Verder verkennen

Onderzoekers vinden eenvoudigere manier om magnetisch ijzeroxide op gouden nanostaafjes af te zetten