NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/gigantisch-diamagnetisme-van-gouden-nanostaafjes-nr-78132/

Geprint op :
19 december 2018
15:16:05

Goud is normaal gesproken slechts zwak magnetisch. Dit zwakke magnetisme staat bekend als diamagnetisme. Onderzoekers van het High Field Magnet Laboratory (HFML) in Nijmegen en de Universiteit Leiden hebben nu gevonden dat het diamagnetisme van gouden nanodeeltjes veel groter is dan verwacht. Gebruikmakend van een nieuwe magneto-optische techniek ontdekten de onderzoekers dat het diamagnetisme van gouden nanodeeltjes veertien keer groter is dan bij normaal goud.

Opmerkelijke eigenschappen
Gouden nanodeeltjes hebben veel speciale eigenschappen. Ze zijn zeer klein en wetenschappers kunnen hun grootte vrij variëren. Het oppervlak van de deeltjes kan chemisch gemanipuleerd worden, zodat specifieke moleculen aan de nanodeeltjes kunnen binden. Tenslotte reageren de deeltjes zeer opmerkelijk op licht. Deze combinatie van eigenschappen maken gouden nanodeeltjes bruikbaar voor toepassingen binnen de natuurkunde (plasmonica), biologie (elektronenmicroscopie) en geneeskunde (toediening van medicijnen en detectie en behandeling van ziektes).

De magnetische eigenschappen van gouden nanodeeltjes zijn echter veel minder bekend. Er wordt dan ook nog nauwelijks gebruik gemaakt van deze eigenschappen, hoewel ze veel mogelijkheden bieden. Gouden nanodeeltjes kunnen namelijk zowel ferromagnetisch zijn (zoals in een permanente magneet) als paramagnetisch en diamagnetisch. Het magnetisme van de deeltjes hangt af van hoe ze precies bereid zijn.

Nieuwe methode
Van oudsher worden metalen nanodeeltjes gebruikt vanwege hun opmerkelijke kleuren, bijvoorbeeld voor versieringen op vazen. De fascinerende kleuren worden veroorzaakt door oppervlakteplasmonen: een bijzonder soort lichtgolven dat zich voortplant aan het oppervlak van een metaal. Met behulp van plasmonen hebben de onderzoekers een nieuwe magneto-optische methode ontwikkeld, waarbij de gouden nanostaafjes in een wateroplossing zich richten langs een aangelegd sterk magneetveld. Met deze methode hebben de onderzoekers de magnetische eigenschappen van nanostaafjes weten te bepalen voor een zeer kleine deeltjesconcentratie. Hieruit bleek dat het diamagnetische effect bij gouden nanostaafjes veertien keer sterker is dan verwacht.

De onderzoekers verklaren dat opmerkelijke gedrag aan de hand van de paden die de elektronen kunnen doorlopen binnen een goudstaafje. Deze bewegingen zijn als kleine elektrische stroompjes die elk een magneetveld teweegbrengen. De theorie voorspelde dit nieuwe type baanmagnetisme al, maar tot op heden was het nog niet waargenomen in metalen nanodeeltjes.