nieuws

Oplichtende nanodeeltjes laten opvallend gedrag zien

R&D

Door nanodeeltjes te koppelen aan specifieke moleculen krijgen deze interessante nieuwe functies. Anders dan gedacht vormen deze moleculen clusters. Dit inzicht kan leiden tot efficiëntere productie en betere werking van dit soort complexe nanomaterialen.

Oplichtende nanodeeltjes laten opvallend gedrag zien

Nanodeeltjes krijgen steeds meer toepassingen. Door er specifieke moleculen aan te koppelen, kunnen de nanodeeltjes nieuwe functies krijgen, bijvoorbeeld als medicatie. Lang werd gedacht dat deze moleculen willekeurig zijn verdeeld over het nanodeeltje. Onderzoek van chemici en wiskundigen van de TU Eindhoven onder leiding van professor Remco van der Hofstad heeft nu aangetoond dat dit niet geval is. De moleculen komen juist opvallend vaak in groepjes voor op de nanodeeltjes. Dit inzicht kan leiden tot efficiëntere productie en betere werking van dit soort complexe nanomaterialen. De resultaten zijn gepubliceerd in het journal Nature Communications.

 

Statistiek

Om te bepalen wat er precies gebeurt, is zowel kennis van chemie, een microscoop met superresolutie en expertise van wiskundigen nodig. Wiskundigen hielpen om de experimentele metingen van de moleculen te interpreteren en te vergelijken met statistische modellen.

Het experiment begon door de moleculen op de nanodeeltjes te markeren met lichtgevende stoffen. Onder de microscoop werden de moleculen dan zichtbaar als lichtpatronen. Deze patronen zijn door de optredende lichtverstoring heel variabel. Met behulp van statistische technieken werden deze verstoringen weggefilterd, en konden de onderzoekers de daadwerkelijke verdeling van de moleculen bepalen. Deze verdeling vergeleken ze vervolgens met het patroon uit een computersimulatie, waarbij het hechtingsproces van de moleculen volledig willekeurig was. Een vergelijking van beide beelden liet zien dat de moleculen op de nanodeeltjes meer clusteren dan op basis van een volledig willekeurige verdeling kan worden verwacht. De gangbare aanname dat het hechtingsproces volledig willekeurig is, klopt dus niet.

Beter begrip

Waarom deze clustering optreedt, is nog niet duidelijk. Verder onderzoek moet dat uitwijzen. Toch spreken de onderzoekers van een belangrijk resultaat. “Hoe beter we begrijpen hoe moleculen zich gedragen op nanodeeltjes, hoe efficiënter de productie van dit soort complexe nanomaterialen en hoe beter we in staat zijn om op een allerlei praktische toepassingen te ontwikkelen van nanotechnologie”, zegt Remco van der Hofstad, hoogleraar Kansrekening aan de faculteit van Wiskunde en Informatica van de TU/e.
Bron: TU/e

Reageer op dit artikel