Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanogefäß mit einer Perle aus Gold

22.05.2015

Metall-keramische Janusteilchen für neuartige funktionale, dynamische Einschlusskörper in Nanokolloidsystemen

Medizinische Anwendungen erfordern es oft, Nanopartikel in eine bestimmte Zielumgebung zu bringen. Einschlusskörper oder Wirt-Gast-Systeme sind dafür häufig das Mittel der Wahl: Ihr gezieltes Design ist jedoch schwierig, und anorganische Kolloide aus Nanoeinschlusskörpern sind noch kaum bekannt.


Oxidischer Nanokorb mit eingeschlossenem Gold-Nanopartikel

(c) Wiley-VCH

Gerade solche Systeme sind jedoch leicht zu modifizieren und vielseitig. Nun beschreiben Stuttgarter Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen neuartigen Ansatz für ein funktionalisierbares, nanokolloidales Wirt-Gast-System aus rein anorganischen Komponenten.

Ihr System besteht aus einem oxidischen Nanokorb mit eingeschlossenem Gold-Nanopartikel, das aus seinem Behältnis durch Änderung der Umgebungsbedingungen einfach freigesetzt wird.

Lösungen mit Nanopartikeln enthalten meist Tenside oder Polymere zur Löslichkeitsvermittlung, die aber die Oberfläche des Metalls verändern. Dies ließe sich durch einen rein anorganischen Ansatz mit Einschlusskörpern vermeiden.

Peer Fischer, Professor amm Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme und der Universität Stuttgart argumentiert: "Das oxidische Gefäß ummantelt die Teilchen, verändert sie aber nicht. Dadurch können sie auch ohne Tenside und Polymere in sehr unterschiedlichen Lösungsmitteln und unter extremen Umgebungsbedingungen stabilisiert werden. ... Außerdem kann man den Einschlusskomplex als programmierbaren Nanoreaktor verwenden."

Sein Team und er stellten daher durch physikalische Dampfabscheidung und nasschemische Verfahren Einschlusskörper her, die aus einem Nanoteilchen aus Gold in einem Nanokorb aus Silicium- oder Titandioxid bestanden. So wie man eine Tasche ausleert, ließ sich das Gold-Nanopartikel aus dem Nanokorb einfach durch Änderung der Umgebungsbedingungen wieder entfernen.

Ausgangsmaterial für den Nanokorb waren Gold-Silber-Januspartikel, die die Forscher auf einem Siliciumwafer aufwachsen ließen. Über das Silber kam eine weitere Schicht Siliciumdioxid, sodass doppelte Janusteilchen, also Teilchen mit verschiedenen Eigenschaften auf den gegenüberliegenden Seiten, entstanden.

Nach spezifischer Herauslösung des Silbers blieb die Goldperle am Boden der Mulde des Nanokorbs übrig, zuverlässig gebunden an Sauerstoffionen der umgebenen Wand. Ansäuerung löste diese Bindung, das Gold-Nanopartikel fiel heraus und ließ den leeren Nanokorb zurück.

Um solche kolloidalen Wirt-Gast-Systeme auch in einer stark salzhaltigen Umgebung oder zur Herstellung und Stabilisierung von Emulsionen und Kolloiden verwenden zu können, kann man, so beschreibt Fischer, das oxidische Körbchen auch noch weiter funktionalisieren. Auch andere Materialien für den Einschlusskörper sind möglich.

"Man kann ein Metall wie Silber auch chemisch zu einem Halbleiter umfunktionalisieren und somit die das Spektrum möglicher Materialien vergrößern", fügt er hinzu. Der neue Ansatz von Fischer und Koautoren Alarcón und Lee gibt einen ganz neuen Blickwinkel auf die Herstellung von funktionalen anorganischen Kolloiden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 15/2015

Autor: Peer Fischer, Max-Planck-Institut für intelligente Systeme, Stuttgart (Germany), https://www.is.mpg.de/fischer

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201500635

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nano-Ampel zeigt Risiko an
24.04.2018 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Resteverwerter im Meeresboden
24.04.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

RWI/ISL-Containerumschlag-Index auf hohem Niveau deutlich rückläufig

24.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

24.04.2018 | HANNOVER MESSE

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics