Gouden nanobrug

Door deze krachten vallen de nanodeeltjes waaruit de brug bestaat, vanzelf op de juiste plek. Dit proces van ‘zelfassemblage’ bij het bouwen van de bruggen ontstaat door gebruik van polystyreenbolletjes van circa 500 nanometer groot (een nanometer is een miljoenste millimeter). Ze lossen de bolletjes op in water. Deze oplossing wordt vervolgens in gleufjes op een oppervlak gedeponeerd. De oplossing verdampt en in de gleuf blijft een lijn van de bolletjes achter.

Ingenieus

Hieraan voegen de onderzoekers vervolgens een ‘supramoleculaire lijm’ toe. Deze bestaat uit twee componenten: gouddeeltjes en zogenaamde dendrimeren. Deze deeltjes plakken aan elkaar en aan de polystyreendeeltjes vast en fixeren op deze manier de structuur. Er ontstaat hierbij een balkvormige structuur. De balk wordt vervolgens op een nieuw oppervlak gestempeld. Door de balk op een oppervlak met daarin een ‘kloof’ te stempelen ontstaat de brug van nanodeeltjes.

De methode van de wetenschappers is zeer ingenieus. Ze kunnen namelijk alle dimensies van de brug nauwkeurig bepalen. De lengte van de gleuven bepaalt de lengte van de brug, de breedte van de gleuf bepaalt de breedte en de snelheid waarmee de lijn wordt gevuld bepaalt de dikte (het aantal laagjes).

Bruggen van goud

De onderzoekers hebben in dit geval bruggen gebouwd van polystyreen en gouddeeltjes, maar ze kunnen de methode ook voor andere materialen, zoals silica, gebruiken. Volgens onderzoekers kunnen we de nanobruggen op termijn onder andere toepassen om optische filters te maken die specifieke golflengtes wel, of juist niet doorlaten. Een ander toepassingsgebied is de micro-elektronica, waar we de bruggen kunnen gebruiken voor minuscule schakelingen of sensoren.

Het onderzoek is uitgevoerd binnen de Molecular Nanofabrication Group van prof. dr. ir. Jurriaan Huskens en de Materials Science and Technology of Polymers Group van prof. Julius Vancso. Beide groepen zijn onderdeel van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente.
Het artikel ‘Freestanding 3D Supramolecular Particle Bridges: Fabrication and Mechanical Behavior’ van Xing Yi Ling, In Yee Phang, Holger Schönherr, David Reinhoudt, Julius Vancso en Jurriaan Huskens wordt 19 juni gepubliceerd in het toonaangevende vakblad Small. Een afbeelding van de bruggen staat op de omslag het blad. Een digitale versie van het artikel vindt u hier.