Los investigadores han perfeccionado una técnica para recubrir nanobarras de oro con conchas de sílice, permitiendo a los ingenieros crear grandes cantidades de nanobarras y dándoles más control sobre el grosor del caparazón. Se están investigando nanobarras de oro para su uso en una amplia variedad de aplicaciones biomédicas, y este avance allana el camino para nanobarras de oro más estables y para funcionalizar químicamente la superficie de las conchas.

Las nanovarillas de oro tienen muchas aplicaciones potenciales, porque tienen una resonancia de plasmón en la superficie, lo que significa que pueden absorber y dispersar la luz. Y controlando las dimensiones de las nanobarras, específicamente su relación de aspecto (o longitud dividida por ancho), puedes controlar la longitud de onda de la luz que absorben.

"Esta característica hace que las nanovarillas de oro sean atractivas para su uso en catálisis, materiales de seguridad y una gama de aplicaciones biomédicas, como diagnósticos, imagen y terapia contra el cáncer, "dice Joe Tracy, un investigador de ciencia e ingeniería de materiales en NC State que es autor principal de un artículo reciente sobre la técnica mejorada.

Las nanovarillas de oro son eficientes para el calentamiento fototérmico, el proceso de convertir la luz absorbida en calor. Si se arroja demasiada luz sobre nanobarras de oro, sin embargo, pueden perder su forma de varilla y transformarse en esferas, perdiendo sus propiedades ópticas deseables.

Una forma de ayudar a las nanovarillas de oro a conservar su forma durante el calentamiento fototérmico es recubrirlas con conchas de sílice. que confinan las nanovarillas a su forma original pero dejan pasar la luz. Para diferentes aplicaciones, es importante poder controlar el grosor de la cáscara. Con conchas delgadas, el cambio de tamaño de las nanobarras es mínimo, y las nanovarillas de oro todavía pueden empaquetarse en conjuntos densos. Por otra parte, las conchas más gruesas pueden actuar como amortiguadores, evitando que las nanovarillas se amontonen juntas y las protejan de su entorno.

Las cáscaras de sílice también proporcionan una superficie que se puede funcionalizar utilizando técnicas químicas bien conocidas. Por ejemplo, las cáscaras podrían funcionalizarse para emitir fluorescencia en presencia de proteínas específicas o para dirigirse a tumores.

"Las cáscaras de sílice ofrecen múltiples beneficios, y nuestro enfoque modificado para recubrir nanobarras de oro con cáscaras de sílice tiene dos ventajas distintas:"Dice Tracy.

"Primero, Hemos demostrado que nuestra técnica se puede llevar a cabo a gran escala, hasta 190 miligramos, "Dice Tracy." Segundo, Ofrecemos un mejor control sobre el grosor de la carcasa. Podemos crear consistentemente capas uniformes tan delgadas como 2 nanómetros ".

La técnica modificada tiene dos pasos.

"Primero aplicamos un reactivo llamado TEOS a las nanovarillas de oro en solución, "dice Wei-Chen Wu, un doctorado estudiante en el laboratorio de Tracy y autor principal del artículo. "Una vez en solución, el TEOS comienza a formar una capa de sílice en las nanovarillas. Luego introducimos otro reactivo llamado PEG-silano en la solución. Esto evita que la cáscara se vuelva más gruesa ".