Des chercheurs de la North Carolina State University et du MIT ont trouvé un moyen plus simple de déposer des nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer (magnétite) sur des nanotiges d'or recouvertes de silice, créer des nanoparticules multifonctionnelles avec des propriétés magnétiques et optiques utiles.

Les nanotiges d'or ont des applications potentielles étendues car elles ont une résonance plasmonique de surface, ce qui signifie qu'elles peuvent absorber et diffuser la lumière. Et en contrôlant les dimensions des nanotiges, spécifiquement leur rapport hauteur/largeur (ou longueur divisée par diamètre), la longueur d'onde de la lumière absorbée peut être contrôlée. Cette caractéristique rend les nanotiges d'or attrayantes pour une utilisation en catalyse, matériaux de sécurité et une multitude d'applications biomédicales, comme le diagnostic, imagerie, et la thérapie du cancer. Le fait que les nanoparticules de magnétite-or puissent également être manipulées à l'aide d'un champ magnétique renforce leur utilité potentielle pour des applications biomédicales, tels que des outils de diagnostic ou des thérapies photothermiques.

"L'approche que nous décrivons dans notre nouveau document est simple, le rendant probablement plus rapide et moins coûteux que les techniques actuelles de création de ces nanoparticules - à petite ou à grande échelle, " dit Joe Tracy, professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord et auteur correspondant d'un article sur le travail.

La nouvelle technique utilise une approche appelée hétéroagrégation. Des nanotiges d'or recouvertes de silice sont dispersées dans de l'éthanol, un solvant polaire. Dans l'éthanol, les atomes d'hydrogène sont partiellement chargés positivement, et les atomes d'oxygène sont partiellement chargés négativement. Les nanoparticules de magnétite sont dispersées dans des hexanes, un solvant non polaire, où les charges ne sont pas séparées. Lorsque les deux solutions sont mélangées, les nanoparticules de magnétite se lient aux nanotiges d'or - et les nanoparticules de magnétite-or résultantes sont retirées du solvant à l'aide d'un simple processus de centrifugation.

"Nous sommes capables de prendre des pré-synthétisés, nanotiges d'or enrobées de silice et nanoparticules d'oxyde de fer puis les combiner, " dit Brian Chapman, un doctorat étudiant à NC State et auteur principal de l'article. "C'est plus simple que d'autres techniques, qui reposent soit sur la croissance de nanoparticules d'oxyde de fer sur des nanotiges d'or, soit sur l'utilisation de réticulants moléculaires pour lier le fer au revêtement de silice des nanotiges. »

"Notre approche aboutit également à des nanoparticules très uniformes, " dit Tracy. " Et en incorporant des ligands appelés PEG-catéchols, les nanoparticules résultantes peuvent être dispersées dans l'eau. Cela les rend plus utiles pour les applications biomédicales.

"Ce sont intéressants, et potentiellement très utile, nanoparticules multifonctionnelles, " Tracy ajoute. " Et j'espère que ce travail facilitera le développement d'applications qui les exploitent. "

Le papier, "Approche d'hétéroagrégation pour le dépôt de nanoparticules de magnétite sur des nanotiges d'or recouvertes de silice, " est publié dans la revue Chimie des Matériaux .