I ricercatori hanno messo a punto una tecnica per rivestire nanotubi d'oro con gusci di silice, consentendo agli ingegneri di creare grandi quantità di nanobarre e dando loro un maggiore controllo sullo spessore del guscio. I nanotubi d'oro sono allo studio per l'uso in un'ampia varietà di applicazioni biomediche, e questo progresso apre la strada a nanotubi d'oro più stabili e alla funzionalizzazione chimica della superficie dei gusci.

I nanotubi d'oro hanno molte potenziali applicazioni, perché hanno una risonanza plasmonica superficiale, il che significa che possono assorbire e disperdere la luce. E controllando le dimensioni dei nanotubi, in particolare il loro rapporto di aspetto (o lunghezza divisa per larghezza), puoi controllare la lunghezza d'onda della luce che assorbono.

"Questa caratteristica rende i nanotubi d'oro attraenti per l'uso in catalisi, materiali di sicurezza e una gamma di applicazioni biomediche, come la diagnostica, immagini, e terapia del cancro, "dice Joe Tracy, un ricercatore di scienze dei materiali e ingegneria presso NC State, autore senior di un recente articolo sulla tecnica migliorata.

I nanotubi d'oro sono efficienti per il riscaldamento fototermico, il processo di conversione della luce assorbita in calore. Se troppa luce viene illuminata su nanotubi d'oro, però, possono perdere la loro forma a bastoncino e trasformarsi in sfere, perdendo le loro proprietà ottiche desiderabili.

Un modo per aiutare i nanotubi d'oro a mantenere la loro forma durante il riscaldamento fototermico è rivestirli con gusci di silice, che confinano i nanorod alla loro forma originale ma lasciano passare la luce. Per diverse applicazioni, è importante essere in grado di controllare gli spessori del guscio. Con conchiglie sottili, la variazione di dimensione dei nanorod è minima, e le nanobarre d'oro possono ancora impacchettarsi in densi assemblaggi. D'altra parte, gusci più spessi possono fungere da respingenti, impedendo ai nanotubi di raggrupparsi strettamente insieme e proteggendoli dal loro ambiente.

I gusci di silice forniscono anche una superficie che può essere funzionalizzata utilizzando tecniche chimiche ben note. Per esempio, i gusci potrebbero essere funzionalizzati per emettere fluorescenza in presenza di proteine ​​specifiche o per colpire i tumori.

"I gusci di silice offrono molteplici vantaggi e il nostro approccio modificato per rivestire i nanotubi d'oro con gusci di silice ha due distinti vantaggi, "dice Tracy.

"Primo, abbiamo dimostrato che la nostra tecnica può essere eseguita su larga scala - fino a 190 milligrammi, " Dice Tracy. "Secondo, offriamo un migliore controllo sullo spessore del guscio. Siamo in grado di creare in modo coerente gusci uniformi sottili fino a 2 nanometri".

La tecnica modificata prevede due passaggi.

"Prima applichiamo un reagente chiamato TEOS ai nanotubi d'oro in soluzione, "dice Wei-Chen Wu, un dottorato di ricerca studente nel laboratorio di Tracy e autore principale dell'articolo. "Una volta in soluzione, il TEOS inizia a formare un guscio di silice sui nanotubi. Introduciamo quindi nella soluzione un altro reagente chiamato PEG-silano. Questo impedisce al guscio di diventare più spesso".