Authors:	Haghighi, Maryam
Title:	Plasmon-enhanced dynamic light scattering of gold nanorods in bulk and near a wall
Online publication date:	7-Aug-2014
Year of first publication:	2014
Language:	english
Abstract:	Transportprozesse von anisotropen metallischen Nanopartikeln wie zum Beispiel Gold-Nanostäbchen in komplexen Flüssigkeiten und/oder begrenzten Geometrien spielen eine bedeutende Rolle in einer Vielzahl von biomedizinischen und industriellen Anwendungen. Ein Weg zu einem tiefen, grundlegenden Verständnis von Transportmechanismen ist die Verwendung zweier leistungsstarker Methoden - dynamischer Lichtstreuung (DLS) und resonanzverstärkter Lichtstreuung (REDLS) in der Nähe einer Grenzfläche. In dieser Arbeit wurden nanomolare Suspensionen von Gold-Nanostäbchen, stabilisiert mit Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB), mit DLS sowie in der Nähe einer Grenzfläche mit REDLS untersucht. Mit DLS wurde eine wellenlängenabhängige Verstärkung der anisotropen Streuung beobachtet, welche sich durch die Anregung von longitudinaler Oberflächenplasmonenresonanz ergibt. Die hohe Streuintensität nahe der longitudinalen Oberflächenplasmonenresonanzfrequenz für Stäbchen, welche parallel zum anregenden optischen Feld liegen, erlaubte die Auflösung der translationalen Anisotropie in einem isotropen Medium. Diese wellenlängenabhängige anisotrope Lichtstreuung ermöglicht neue Anwendungen wie etwa die Untersuchung der Dynamik einzelner Partikel in komplexen Umgebungen mittels depolarisierter dynamischer Lichtstreuung. In der Nähe einer Grenzfläche wurde eine starke Verlangsamung der translationalen Diffusion beobachtet. Hingegen zeigte sich für die Rotation zwar eine ausgeprägte aber weniger starke Verlangsamung. Um den möglichen Einfluss von Ladung auf der festen Grenzfläche zu untersuchen, wurde das Metall mit elektrisch neutralem Polymethylmethacrylat (PMMA) beschichtet. In einem weiteren Ansatz wurde das CTAB in der Gold-Nanostäbchen Lösung durch das kovalent gebundene 16-Mercaptohexadecyltrimethylammoniumbromid (MTAB) ersetzt. Daraus ergab sich eine deutlich geringere Verlangsamung. The transport processes of anisotropic metallic nanoparticles such as gold nanorods (GNRs) in complex liquids and/or confined geometries play a significant role in a wide range of biomedical and industrial applications. One route towards a deeper fundamental understanding of transport mechanisms is the use of two powerful methods - Dynamic Light Scattering (DLS) in bulk and Resonance Enhanced Dynamic Light Scattering (REDLS) close to a wall. In this thesis, nanomolar suspensions of GNRs stabilized with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), were analyzed in bulk by DLS and close to a solid interface by REDLS. In bulk, a wavelength-dependent enhancement of the anisotropic scattering as a consequence of the excitation of a longitudinal surface plasmon resonance (LSPR) mode has been observed. The strong scattering intensity near the LSPR frequency for rods oriented parallel to the excitation optical field allowed the resolution of the translational anisotropy in an isotropic medium. This wavelength-dependent anisotropic light scattering opens up new applications such as to probe the dynamics in complex environments at a single particle level by depolarized DLS. Close to a wall, a strong slowing down of the translational diffusion coefficient has been observed, whereas for rotational diffusion this slowing down was distinct but less pronounced. To study the possible influence of charges on the solid interface on this slowing down, the metal interface has been covered with an electrically neutral layer of poly(methyl methacrylate) (PMMA). Another approach was to exchange CTAB in the GNRs solution for its covalently bound, thiolated analogue 16-mercaptohexadecyl trimethylammonium bromide (MTAB); this reduced the slowing down considerably.
DDC:	530 Physik 530 Physics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-2862
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-38207
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen