Anisotrope Gold-Nanopartikel: Synthese, Eigenschaften, Anwendungen und Toxizität

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Abstract

Anisotrope Gold-Nanopartikel (AuNPs) ziehen seit einem Jahrhundert das Interesse der Wissenschaftler auf sich. Vor allem in den letzten 10 Jahren hat sich das Gebiet rasant entwickelt, einhergehend mit der Synthese unzähliger ein-, zwei- und dreidimensionaler massiver und hohler AuNP-Strukturen. Die Anisotropie dieser nichtsphärischen, hohlen und schalenartigen AuNP-Strukturen bedingt ihre charakteristische Plasmonenabsorption im sichtbaren und nahinfraroten (NIR) Bereich. Speziell die NIR-Absorption hängt sehr empfindlich von der Nanopartikelform und dem Medium ab und kann in den Bereich des NIR-Spektrums verschoben werden, in welchem lebendes Gewebe am geringsten absorbiert. Dadurch ergeben sich wichtige Anwendungen in der medizinischen Diagnostik und Therapie (“Theranostik”). Von besonderem Interesse sind hier Nanoschalen und Nanostäbe sowie hohle Nanokugeln und Nanowürfel. Eine andere wichtige Anwendung sind Au-Nanodrähte (AuNWs), die in Längen von bis zu 100 µm synthetisiert und als Plasmonenwellenleiter für optische Bauelemente genutzt werden können. Insgesamt breiten sich die Anwendungsmöglichkeiten anisotroper AuNPs rasch in den Gebieten der Optik, Biomedizin und Katalyse aus. In diesem Aufsatz geben einen kurzen historischen Überblick über das Thema und fassen dann die Synthesemethoden, Morphologien, Anwendungen und Toxizitätseigenschaften dieser schnell wachsenden Klasse von Nanomaterialien zusammen.

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