Wetenschappers maken kleinste metalen schroefjes ter wereld

Datum: 7 juli 2020

Inleiding: Sara Bals (UAntwerpen) en Spaanse collega's brengen goudatomen in een helixpatroon aan op gouden nanocilinder.

Wetenschappers zijn er recent voor de eerste keer in geslaagd om goudatomen in een helixpatroon aan te brengen op een gouden nanocilinder. Op deze manier werd het mogelijk om een schroefje te maken, ongeveer honderdduizend keer kleiner dan de schroeven die we kennen uit ons dagelijks leven.

Deze doorbraak werd mogelijk door een samenwerking tussen een team van onderzoekers van CIC biomaGUNE in San Sebastian (Spanje) en de Onderzoeksgroep EMAT van de Universiteit Antwerpen. De resultaten van het onderzoek verschenen in het toonaangevende tijdschrift Science.

​​Nanoschroef
Driedimensionaal beeld van een nanoschroef. De diameter komt overeen met 75 nm, honderdduizend keer kleiner dan een normale houtschroef.

Deze ‘nanoschroefjes’ interageren op een heel speciale manier ​​met licht. Het licht op het nanoschroefje wordt geabsorbeerd of gereflecteerd, afhankelijk van de grootte en de vorm van het nanodeeltje, maar ook van het type licht dat invalt. Binnen dit project onderzochten de wetenschappers de interactie tussen de chirale structuur van de nanoschroefjes en circulair gepolariseerd licht. Een voorwerp is chiraal als het niet overlapt met zijn spiegelbeeld, denk maar aan onze handen of aan een schroef. Dit fenomeen komt ook voor bij biomoleculen en daarom kunnen die op een zeer gevoelige manier worden gedetecteerd.

Driedimensionale vorm
“Een schroef kan linksdraaiend of rechtsdraaiend zijn en specifiek voor onze nanoschroefjes is die kennis heel belangrijk om de interactie met licht te begrijpen,” vertelt prof. Sara Bals (EMAT, UAntwerpen). EMAT is toonaangevend wat betreft elektronenmicroscopie en beschikt over de meest krachtige microscopen ter wereld.

“Door een serie tweedimensionale afbeeldingen te maken onder verschillende hoeken, wordt via een speciaal ontworpen computercode een ​​driedimensionaal beeld van nanodeeltjes gegenereerd. Deze discipline heet ‘transmissie-elektronentomografie’. Op die manier kunnen we de driedimensionele vorm van heel kleine deeltjes bepalen en begrijpen hoe ze gevormd worden.”

Platinum op goud
“De ontdekking van deze nieuwe methode om chirale nanodeeltjes te maken is erg veelbelovend en kan ook worden toegepast voor andere materialen. Zo kan platinum op goud worden ‘gegroeid’, wat nieuwe toepassingen binnen de katalyse mogelijk maakt,” besluit Sara Bals.



Link: https://science.sciencemag.org/content/368/6498/1472