Dirigido modelo de síntese de nanotubos de Ouro plasmônicos com Absorbância IR Tunable

Quando as dimensões aproxima da profundidade de penetração da luz (~ 50 nm; nanoescala), metais nobres, e mais importante o ouro, exibem excelentes tamanho, forma e ambiente dependentes propriedades ópticas ^{24, 25.} Nesta escala, a iluminação directa provoca uma oscilação coerente de electrões de condução conhecida como ressonância de plasma de superfície (SPR). SPR é altamente dependente do tamanho do nano-estrutura, a forma e as propriedades dieléctricas do meio circundante. Há um grande interesse em caracterizar propriedades SPR em novos materiais, como SPR dispositivos baseados estão surgindo para uso em sub-comprimento de onda óptica, substratos SERS, e ultra-sensíveis sensores ópticos ^{11-16, 26-29.} Como tal, o desenvolvimento de métodos computacionais para prever com mais precisão como o tamanho ea estrutura pode variar resposta plasmonic continua a ser um objetivo importante. O uso de membranas AAO proporciona uma forma conveniente para variar o diâmetro de partícula, ou comprimento, e vários estudos importantes para usar este correlacionar measured e calculado resposta plasmonic com diferentes diâmetros de partículas, o comprimento, ea relação de aspecto ^{30, 31.} Talvez a utilização mais estudada e bem sucedida de materiais plasmonic é como biossensores baseados em índice de refracção. Para isso, ressonâncias no vermelho para infravermelho próximo intervalo (NIR) (~ 800 – 1300 nm) são desejáveis, uma vez que são mais sensíveis à mudança do índice de refracção, e encontram-se na "janela de água" de tal modo que eles são transmitidos tanto através da água e tecidos humanos. Solução suspendable nanoestruturas com picos SPR nesta faixa de abrir possibilidades intrigantes para in vivo biosensoriamento plasmonic.

AAO poroso tem sido usado para preparar polímeros de nanotubos ou nanofios de síntese electroquímica ou molhante template, e provou ser aplicável a uma grande variedade de materiais. Membranas AAO agora estão sendo usados ​​para sintetizar solução suspendable nanorods proporção elevada e matrizes nanoestruturados que funcionam como biossensores de alto desempenho plasmonic ou SERS substratos. Enquanto as membranas AAO têm sido quase sempre usados ​​como moldes para a síntese de hastes sólidas, em alguns casos, pode ser desejável que a estrutura seja oco. Plasmonic e SERS aplicações de detecção, por exemplo, são de superfície baseada em estruturas ocas e com grande área de superfície-para-volume rácios pode conduzir à geração de um sinal mais forte e uma maior sensibilidade ^{14, 15, 32.} Com respeito a isto, os nanotubos de ouro foram sintetizados a partir de vários métodos, incluindo reacções de substituição galvânicos sobre prata nanorods ^33, chapeamento electroless ^{34, 35,} por modificação da superfície dos poros do molde ^{36, 37,} os métodos de sol-gel ^38, e por electroforese ^39-41. Estas sínteses normalmente deixam mal formados, os nanotubos porosas ou permitem pouco controle sobre o tamanho e morfologia. Sínteses também têm sido relatadas em que uma concha metálica é depositada sobre um núcleo de polímero numa membrana de AAO ^{42, 43.} Estes síntese deixar o ouro nanotUBEs ligado ao substrato e dependem de condicionamento do molde para permitir o crescimento de ouro em volta do polímero, assim elas não podem ser estudado em solução. Além disso, o condicionamento modelo tem algumas desvantagens potenciais. Primeiro, o condicionamento de poros não uniforme ao longo da parede do molde pode levar a uma espessura da casca não uniforme ouro. Decapagem, segundo significativa (isto é, para fazer os tubos de grande espessura de parede), pode dissolver-se completamente paredes dos poros.

Muito recentemente, Bridges et al. Relataram um método para sintetizar etchant livre nanotubos de ouro em membranas AAO, que utiliza um poli sacrificial (3-hexil)-tiofeno e do núcleo produz nanotubos de solução-suspendable ouro com sensibilidade extremamente elevada de índice de refracção ^15. A partir do trabalho que e posterior, descobriu-se que, a fim de depositar conchas de ouro em torno do núcleo de polímero, sem tratamento químico, o polímero deve ser tubular de tal modo que haja espaço interior para o seu colapso, e o polímero tem de ser hidrofóbico tal que será colcaducar para si mesmo, em vez de aderir às paredes dos poros modelo ^16. Quando os polímeros hidrófilos são usados, um "revestimento" de ouro que cobre parcialmente o núcleo de polímero é observada, indicando as principais poliméricas adere a uma das paredes do molde durante a deposição de ouro ^44. Aqui, o protocolo detalhado para a síntese de nanotubos de ouro oca que permite o controlo sobre o comprimento eo diâmetro é descrito (Figura 1). Esses nanotubos solução-suspendable ouro são materiais promissores para uma ampla gama de aplicações, incluindo biosensoriamento plasmonic ou substratos SERS.