Os pesquisadores aperfeiçoaram uma técnica para revestir nanobastões de ouro com cascas de sílica, permitindo que os engenheiros criem grandes quantidades de nanobastões e dando-lhes mais controle sobre a espessura da casca. Nanobastões de ouro estão sendo investigados para uso em uma ampla variedade de aplicações biomédicas, e esse avanço abre caminho para nanobastões de ouro mais estáveis ​​e para funcionalizar quimicamente a superfície das conchas.

Os nanobastões de ouro têm muitas aplicações potenciais, porque eles têm uma ressonância de plasma de superfície - o que significa que podem absorver e espalhar luz. E controlando as dimensões dos nanobastões, especificamente sua proporção (ou comprimento dividido pela largura), você pode controlar o comprimento de onda da luz que eles absorvem.

"Esta característica torna os nanobastões de ouro atrativos para uso em catálise, materiais de segurança e uma variedade de aplicações biomédicas, como diagnósticos, imagem, e terapia de câncer, "diz Joe Tracy, pesquisador de ciência e engenharia de materiais na NC State, autor sênior de um artigo recente sobre a técnica aprimorada.

Os nanobastões de ouro são eficientes para aquecimento fototérmico, o processo de conversão da luz absorvida em calor. Se muita luz incidir sobre os nanobastões de ouro, Contudo, eles podem perder sua forma de bastão e se transformar em esferas, perdendo suas propriedades ópticas desejáveis.

Uma maneira de ajudar os nanobastões de ouro a reter sua forma durante o aquecimento fototérmico é revesti-los com cascas de sílica, que confinam os nanobastões à sua forma original, mas permitem a passagem da luz. Para diferentes aplicações, é importante ser capaz de controlar a espessura da casca. Com cascas finas, a mudança no tamanho dos nanobastões é mínima, e os nanobastões de ouro ainda podem se agrupar em conjuntos densos. Por outro lado, cascas mais grossas podem atuar como buffers, impedindo os nanobastões de se aglomerarem juntos e protegendo-os de seu ambiente.

Cascas de sílica também fornecem uma superfície que pode ser funcionalizada usando técnicas químicas bem conhecidas. Por exemplo, as conchas podem ser funcionalizadas para fluorescência na presença de proteínas específicas ou para alvejar tumores.

"As conchas de sílica oferecem vários benefícios - e nossa abordagem modificada para revestir nanobastões de ouro com conchas de sílica tem duas vantagens distintas, "Tracy diz.

"Primeiro, demonstramos que nossa técnica pode ser realizada em grande escala - até 190 miligramas, "Tracy diz." Em segundo lugar, oferecemos controle aprimorado sobre a espessura da casca. Podemos criar consistentemente conchas uniformes de até 2 nanômetros. "

A técnica modificada tem duas etapas.

"Primeiro, aplicamos um reagente chamado TEOS aos nanobastões de ouro em solução, "diz Wei-Chen Wu, um Ph.D. estudante no laboratório de Tracy e principal autora do artigo. "Uma vez em solução, o TEOS começa a formar uma casca de sílica nos nanobastões. Em seguida, introduzimos outro reagente chamado PEG-silano na solução. Isso impede que a casca fique mais espessa. "