Les chercheurs ont mis au point une technique pour revêtir des nanotiges d'or avec des coquilles de silice, permettant aux ingénieurs de créer de grandes quantités de nanotiges et leur donnant plus de contrôle sur l'épaisseur de la coque. Les nanotiges d'or sont à l'étude pour une utilisation dans une grande variété d'applications biomédicales, et cette avancée ouvre la voie à des nanotiges d'or plus stables et à une fonctionnalisation chimique de la surface des coques.
Les nanotiges d'or ont de nombreuses applications potentielles, parce qu'ils ont une résonance plasmonique de surface - ce qui signifie qu'ils peuvent absorber et diffuser la lumière. Et en contrôlant les dimensions des nanotiges, spécifiquement leur rapport hauteur/largeur (ou longueur divisée par largeur), vous pouvez contrôler la longueur d'onde de la lumière qu'ils absorbent.
"Cette caractéristique rend les nanotiges d'or attrayantes pour une utilisation en catalyse, matériaux de sécurité et une gamme d'applications biomédicales, comme le diagnostic, imagerie, et le traitement du cancer, " dit Joe Tracy, un chercheur en science et ingénierie des matériaux à NC State qui est l'auteur principal d'un article récent sur la technique améliorée.
Les nanotiges d'or sont efficaces pour le chauffage photothermique, le processus de conversion de la lumière absorbée en chaleur. Si trop de lumière brille sur les nanotiges d'or, cependant, ils peuvent perdre leur forme de bâtonnet et se transformer en sphères, perdre leurs propriétés optiques souhaitables.
Une façon d'aider les nanotiges d'or à conserver leur forme pendant le chauffage photothermique est de les enrober de coquilles de silice, qui confinent les nanotiges à leur forme d'origine mais laissent passer la lumière. Pour différentes applications, il est important de pouvoir contrôler les épaisseurs de coque. Avec des coquilles minces, le changement de taille des nanotiges est minime, et les nanotiges d'or peuvent toujours s'entasser dans des assemblages denses. D'autre part, des coques plus épaisses peuvent servir de tampons, empêchant les nanotiges de se regrouper étroitement et les protégeant de leur environnement.
Les coquilles de silice fournissent également une surface qui peut être fonctionnalisée à l'aide de techniques chimiques bien comprises. Par exemple, les enveloppes pourraient être fonctionnalisées pour devenir fluorescentes en présence de protéines spécifiques ou pour cibler des tumeurs.
Nanotiges d'or avec des coquilles de silice d'épaisseurs variables. Crédit image:Joe Tracy
« Les coques de silice offrent de multiples avantages - et notre approche modifiée du revêtement de nanotiges d'or avec des coques de silice présente deux avantages distincts, " dit Tracy.
"D'abord, nous avons démontré que notre technique peut être réalisée à grande échelle - jusqu'à 190 milligrammes, " dit Tracy. " Deuxièmement, nous offrons un meilleur contrôle de l'épaisseur de la coque. Nous pouvons systématiquement créer des coques uniformes aussi fines que 2 nanomètres."
La technique modifiée comporte deux étapes.
"Nous appliquons d'abord un réactif appelé TEOS sur les nanotiges d'or en solution, " dit Wei-Chen Wu, un doctorat étudiant dans le laboratoire de Tracy et auteur principal de l'article. "Une fois en solution, le TEOS commence à former une coquille de silice sur les nanotiges. Nous introduisons ensuite un autre réactif appelé PEG-silane dans la solution. Cela empêche la coquille de s'épaissir."
