LEUVEN MINDGATE

Wetenschappers produceren perfect bolvormige gouden nanodruppeltjes


Ze slaagden erin om perfect bolvormige gouden nanodruppeltjes te produceren, in de kleinste nanojets ooit waargenomen. De perfecte bolletjes zijn beter geschikt voor medische toepassingen dan korrelige partikels.

Het fenomeen van de ‘backjet’ waarop de methode steunt, is vergelijkbaar met wat er gebeurt wanneer een keitje in het water valt. Nauwkeurig gerichte ultrasnelle laserpulsen dragen voldoende energie in zich om lokaal het oppervlak van een goudfilm te doen smelten. Wanneer de laserpuls de film raakt, zal een nanojet oprijzen: een opwaartse kolom van gesmolten goud.

De naam suggereert het al: nanojets zijn erg klein. De precieze omvang hangt af van de energiedistributie in de lichtpuls, die op haar beurt afhankelijk is van de golflengte van het licht. Wetenschappers gingen er van uit dat nanojets nooit veel kleiner kunnen zijn dan de golflengte van het licht, maar Valev en zijn collega’s zijn daar wel in geslaagd, met de hulp van ‘plasmonische hotspots’.

Plasmonische hotspots zijn regio’s op het oppervlak van metalen nanostructuren waar invallend licht sterke trillingen van de elektronen teweegbrengt. Elektronentrillingen vormen elektrische stromen die het materiaal verhitten, net zoals een elektrische kookplaat in de keuken. Bijgevolg zijn plasmonische hotspots extreem heet, zo heet zelfs dat ze het goud kunnen doen smelten in een punt dat veel kleiner is dan de golflengte van licht. Valev en zijn collega’s hebben aangetoond dat zo’n piepkleine hoeveelheid gesmolten goud aanleiding kan geven tot de kleinste nanojets ooit waargenomen.

Bol efficiënter dan korrel

De gouden nanodruppeltjes die door de nanojet opwaarts gegooid worden, verharden tijdens hun vlucht, zodat er perfect bolvormige nanopartikels worden gevormd. Deze gouden nanodruppeltjes kunnen worden verzameld en zijn bruikbaar voor medische toepassingen, zoals kankerbehandeling. Actieve moleculen kunnen aan de nanopartikels worden gebonden, alvorens te worden geïnjecteerd in de bloedbaan. Wanneer de moleculen zich aan de kankercellen hebben vastgemaakt, kunnen de nanopartikels opgewarmd worden door licht en zo de kankercellen vernietigen.

Tot hiertoe worden nanopartikels in goud voor medische toepassingen geproduceerd via chemische weg. Die chemische synthese resulteert onvermijdelijk in korrelige partikels. De nanodruppeltjes geproduceerd volgens de plasmonische-nanojetmethode van dr. Valev en zijn collega’s daarentegen, zijn perfecte bolletjes, wat een hogere efficiëntie garandeert.

De studie is een samenwerking tussen wetenschappers uit Duitsland, het Verenigd Koninkrijk, Bulgarije, Rusland en Singapore, en werd gepubliceerd in het recentste nummer van het tijdschrift Advanced Materials.

De volledige tekst van de studie "Plasmon-Enhanced Sub-Wavelength Laser Ablation: Plasmonic Nanojets" is beschikbaar op de website van de journal Advanced Materials: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201103807/full

Bron: Campuskrant KU Leuven

 


 

 

 

 

Subscribe to our newsletter

Stay tuned and get our news in your inbox: subscribe here.

Keep me informed
Follow us