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 specifiek kunnen absorberen en verspreiden golflengten van licht, waardoor ze aantrekkelijk zijn voor gebruik in toepassingen zoals biomedische beeldvorming, sensoren en andere technologieën”, zegt Joe Tracy, overeenkomstige auteur van een paper over het werk en een professor in materiaalkunde en engineering aan de North Carolina State University.

Het is mogelijk om de golflengten van geabsorbeerd en verstrooid 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 montage van de ijzeroxide-nanodeeltjes op het oppervlak van de gouden nanostaafjes aan. De resulterende "gecoate" nanostaafjes kunnen vervolgens worden bestuurd met een lage sterkte magnetisch veld.

"We hebben gekarakteriseerd wat er tijdens dit proces gebeurt en hoe goed het werkt", zegt Tracy. "We hebben aangetoond dat we de nanostaafjes in lijn kunnen brengen en dat het proces geen nadelige invloed heeft op de optische eigenschappen van de gouden nanostaafjes."

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

"Om deze techniek te laten werken, moesten we veel aspecten van het systeem 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 magnetische overcoating gouden nanostaafjes', zegt Tracy.