Nueva técnica para alinear nanovarillas de oro con campos magnéticos

Nueva técnica para alinear nanovarillas de oro con campos magnéticos


Un equipo internacional de investigadores ha encontrado una forma de alinear nanovarillas de oro mediante campos magnéticos y, al mismo tiempo, preservar las propiedades ópticas subyacentes de las nanovarillas de oro.

Investigadores diseñan técnica para alinear nanobarras de oro con campos magnéticos.
Micrografía electrónica de nanobarras de oro recubiertas con nanopartículas de óxido de hierro y alineadas en un campo magnético. Crédito de la foto: Mehedi H. Rizvi.

Los nanorods de oro son interesantes porque pueden absorber y dispersar longitudes de onda de luz específicas, lo que los hace atractivos para aplicaciones como imágenes biomédicas, sensores y otras tecnologías.

Joe Tracy, autor correspondiente del estudio y profesor, Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad Estatal de Carolina del Norte

Las dimensiones de las nanovarillas de oro se pueden modificar para ajustar las longitudes de onda de la luz absorbida y dispersada. Al controlar magnéticamente su alineación, los nanorods se pueden controlar y modular aún más en términos de las longitudes de onda a las que responden.

Tracy agregó: «En otras palabras, si puede controlar la alineación de las nanovarillas de oro, tiene más control sobre sus propiedades ópticas. Y el uso de campos magnéticos para controlar esta alineación significa que puede controlar la alineación sin tocar las nanovarillas.

Los investigadores utilizaron su enfoque para formar diferentes soluciones de nanovarillas de oro y nanopartículas de óxido de hierro. La mezcla de las soluciones acelera la deposición de las nanopartículas de óxido de hierro en la superficie de las nanovarillas de oro. Los nanorods «revestidos» resultantes pueden ser regulados por un campo magnético débil.

«Hemos caracterizado lo que sucede durante este proceso y qué tan bien funciona. Hemos demostrado que podemos alinear las nanovarillas y que el proceso no afecta negativamente a las propiedades ópticas de las nanovarillas de oro.—dijo Tracy—.

Además, hasta donde sabemos, estos nanorods tienen la relación de aspecto más pequeña de todas las nanopartículas alargadas que han sido «decoradas» con nanopartículas de óxido de hierro y alineadas mediante campos magnéticos.

Mehedi Rizvi, primer autor del estudio y estudiante graduado, Universidad Estatal de Carolina del Norte

Rizvi explicó además: “Para que esta técnica funcionara, tuvimos que optimizar muchos aspectos del sistema, incluidas las dimensiones de las nanovarillas de oro, el tamaño de las nanopartículas de óxido de hierro y las concentraciones relativas de nanovarillas y nanopartículas en solución.

«Actualmente estamos explorando posibles aplicaciones de imágenes basadas en las propiedades multifuncionales de las nanovarillas de oro recubiertas magnéticamente.—añade Tracy—.

El estudio está disponible en línea en la revista Materiales avanzados.

William Crumpler, ex alumno de NC State, Ruosong Wang y Jonas Schubert del Instituto de Química Física y Física de Polímeros, Christian Rossner y Andreas Fery del Instituto de Química Física y Física de Polímeros y la Universidad Técnica de Dresden, y Amy Oldenburg de la La Universidad de Dresden Carolina del Norte y Chapel Hill han contribuido al periódico.

El trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias bajo las subvenciones CMMI-1763025 y CBET-1803830, la Fundación Alexander von Humboldt, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Fonds der Chemischen Industrie y el Consejo de Becas de China.

Referencia de la revista:

Rizvi, MH y otros. (2022) Alineación magnética para el control plasmónico de nanobarras de oro recubiertas con nanopartículas de óxido de hierro. Materiales avanzados. doi:10.1002/adma.202203366.

Fuente: https://www.ncsu.edu/

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