Schwache magnetische Felder können Goldnanostäbe ausrichten
Ausrichtung ohne Störung oder Beeinflussung der optischen Eigenschaften.
Goldnanostäbe sind von besonderem Interesse, weil sie Licht definierter Wellenlängen stark streuen und absorbieren, was sie für Anwendungen beispielsweise in der medizinischen Bildgebung, in Sensoranwendungen und anderen Technologiebereichen prädestiniert. Die Anpassung der Dimension der Goldnanostäbe ermöglicht die Kontrolle der Wellenlängenbereiche von absorbiertem und gestreutem Licht. Ein internationales Forscherteam hat jetzt eine neue Methode entwickelt, die es erlaubt, Goldnanostäbe unter Erhalt von deren optischer Eigenschaften in magnetischen Feldern auszurichten. Das eröffnet eine weitere Möglichkeit, die Wellenlängenbereiche gezielt zu modulieren.
„Anders ausgedrückt: Indem wir die Ausrichtung der Nanostäbe beeinflussen können, erzielen wir eine verbesserte Kontrolle über deren optische Eigenschaften,” sagt Joe Tracy von der North Carolina State University, „und die erreichte Ausrichtung über magnetische Felder ermöglicht uns diese Art von Kontrolle ohne direkten Kontakt mit den Nanostäben.”
Bei ihrer Methode verwenden die Wissenschaftler zwei verschiedene Suspensionen von Goldnanostäben einerseits und Eisenoxidnanopartikeln andererseits. Durch Mischung dieser Suspensionen wird eine Bindung der Eisenoxidnanoteilchen auf der Oberfläche der Goldnanostäbe erzielt. Diese „dekorierten” Goldnanostäbe können dann bereits in einem vergleichsweise schwachen magnetischen Feld ausgerichtet werden.
„In unserer Studie haben wir untersucht, was während dieses Prozesses passiert und wie gut das funktioniert,” sagt Tracy. „Wir haben gezeigt, dass wir die Goldnanostäbe ausrichten können, ohne deren optische Eigenschaften zu stören oder negativ zu beeinflussen.”
„Außerdem haben die verwendeten Nanostäbe das kleinste bekannte Länge-zu-Dicke-Verhältnis unter allen bisher in der Literatur beschriebenen elongierten Nanoteilchen, die nach Dekoration mit Eisenoxidnanopartikeln im magnetischen Feldern ausgerichtet wurden,” ergänzt dein Kollege Mehedi Hasan Rizvi. „Damit unser Ansatz funktioniert, musste das System hinsichtlich zahlreicher Aspekte wie der Dimension der Goldnanostäbe und Eisenoxidnanopartikel und deren Zahlenverhältnis optimiert werden,” sagt Rizvi.
„Momentan untersuchen wir Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Bildgebung“, so Tracy, „für welche die multifunktionellen Eigenschaften von magnetischen modifizierten Goldnanostäben vorteilhaft sind.“
IPF / RK
Weitere Infos
- Originalveröffentlichung
M. H. Rizvi et al.: Magnetic Alignment for Plasmonic Control of Gold Nanorod Coated with Iron Oxide Nanoparticles, Adv. Mat., online 9. Juni 2022; DOI: 10.1002/adma.202203366 - Nanomagnetism Group (J. Tracy), Department of Materials Science and Engineering, North Carolina State University, Raleigh, USA
