一种在磁场中定向排列棒状纳米黄金粒子的方法

来自美国（北卡罗来纳州立大学）和德国（莱布尼茨聚合物研究所）Dresden eV 的国际科学家研究小组开发了一种新方法，该方法允许棒状纳米黄金粒子在磁场中的定向排列，同时保持其光学特性。

“棒状纳米黄金粒子特别令人感兴趣，因为它们强烈地散射和吸收特定波长的光，这使得它们成为医学成像、传感和其他技术领域等应用的理想选择，”该期刊上的通讯作者乔·特雷西 (Joe Tracy) 北卡罗来纳州立大学先进材料和材料科学教授发表的一篇文章说。
调整棒状纳米黄金粒子的尺寸可以控制吸收和散射光的波长范围。此外，棒状纳米黄金粒子的磁性取向开辟了另一种以有针对性的方式调制这些波长范围的可能性。
“换句话说，通过能够操纵棒状纳米黄金粒子的排列，我们可以更好地控制它们的光学特性，”Joe Tracy 说，“通过磁场实现的排列使我们能够在不直接接触棒状纳米黄金粒子的情况下进行这种控制。”
在他们的方法中，科学家们一方面使用两种不同的棒状纳米黄金粒子悬浮液，另一方面使用氧化铁纳米颗粒。通过混合这些悬浮液，实现了氧化铁纳米颗粒在棒状纳米黄金粒子表面上的结合。然后，这些“装饰”的棒状纳米黄金粒子已经可以在相对较弱的磁场中对齐。
“在我们的研究中，我们研究了在这个过程中发生了什么以及它的效果如何，”Tracy 说。“我们已经证明，我们可以在不干扰或负面影响其光学特性的情况下对齐金纳米棒。”
“此外，在迄今为止文献中报道的用氧化铁纳米粒子装饰后，在磁场中排列的所有细长纳米粒子中，所使用的棒状纳米黄金粒子具有最小的已知长厚比，”该文章的第一作者和北卡罗来纳州的学生Mehedi Hasan Rizvi 博士补充道。
“对于我们的工作方法，系统必须在许多方面进行优化，例如棒状纳米黄金粒子和氧化铁纳米颗粒的尺寸及其数量比，”Rizvi 说。“我们目前正在研究可能受益于磁性改性棒状纳米黄金粒子多功能特性的潜在成像应用，”Tracy 说。

文章“用氧化铁纳米粒子涂覆的棒状纳米黄金粒子的等离子控制的磁取向”可在Advanced Materials中免费获得释放。该工作的其他作者是北卡罗来纳州立大学的前学生 William Crumpler、莱布尼茨聚合物研究所 Dresden eV (IPF) 的 Ruosong Wang 和 Jonas Schubert；来自 IPF 和德累斯顿技术大学的 Christian Roßner 和 Andreas Fery 以及来自北卡罗来纳大学教堂山分校的 Amy Oldenburg。这项工作得到了国家科学基金会项目 CMMI-1763025 和 CBET-1803830 的资助，由 Alexander-von-Humboldt 基金会、德国研究基金会、Fonds der Chemischen Industrie 和中国国家留学基金委资助。