ENGINEERINGNET.BE - Nanodeeltjes krijgen steeds meer toepassingen. Door er specifieke moleculen aan te koppelen, kunnen nanodeeltjes nieuwe functies krijgen, bijvoorbeeld als medicatie. Lang werd gedacht dat deze moleculen willekeurig zijn verdeeld over het nanodeeltje.
Onderzoek van de TU Eindhoven toont aan dat moleculen juist opvallend vaak in groepjes voorkomen op nanodeeltjes. Dit inzicht kan leiden tot efficiëntere productie en betere werking van complexe nanomaterialen.
Voor dit onderzoek is kennis van de chemie ingezet, de expertise van wiskundigen, en een hele goede microscoop: de dSTORM-microscoop met superresolutie.
Het experiment begon door de moleculen op de nanodeeltjes te markeren met lichtgevende stoffen. Onder de microscoop werden de moleculen zo zichtbaar als lichtpatronen. Deze patronen zijn vanwege de optredende lichtverstoring heel variabel.
Met behulp van state-of-the-art 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 duidelijk zien dat de moleculen op de nanodeeltjes aanzienlijk meer clusteren dan op basis van een volledig willekeurige verdeling is te verwachten. De gangbare aanname dat het hechtingsproces volledig willekeurig is, klopt dus niet.
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”, aldus Remco van der Hofstad, hoogleraar Kansrekening aan de faculteit van Wiskunde en Informatica van de TU Eindhoven.
