Light-induced Selective Melting of Gold Nanoparticle Thin Films Formed by DNA-Mediated Self-Assembly

Abstract

본 연구에서는 DNA-유도의 레이어-바이-레이어 접근방식으로 만들어진 금나노입자의 단일 그리고 다중 도메인을 다루었다. 두 종류의 금 나노입자, 나노구와 나노라드,가 합성되었고 금 나노입자 필름을 제조하는 데에 사용되었다. 넓은 범위의 자율적으로 서서 유지할 수 있는 금 나노입자 필름은 다중 도메인에 빛을 사용하였을 때 분리되었다. 독자적으로 분리된 필름을 만들기 위해선, 다중 도메인의 오로지 밑 희생 도메인만이 녹아야 한다. 두 종류의 나노입자를 사용하였기 때문에 빛 역시 두 종류를 사용하였다: 532 nm 파장대의 초록색 레이저와 808 nm 근적외선(NIR) 레이저. 금 나노구 도메인의 경우 530 nm에서 가장 높은 빛 흡수를 보였기 때문에 금 나노구 도메인을 녹이기 위해선 532 nm 레이저가 사용되었다. 금 나노라드 도메인은 가장 높은 세로 방향의(longitudinal) 피크가 ~800 nm에서 나왔고 금 나노라드 도메인을 녹이기 위해 808 nm 레이저가 사용되었다. 희생 도메인의 나노입자 종류에 맞춰서 적절한 파장대의 레이저를 조사하였을 때, 필름이 분리되는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과들은 다채로운 나노구조들의 형성에 관련한 가능성을 보여준다.;In this study, we presented the gold nanoparticle single and multi-domains, assembled by DNA-directed layer-by-layer (LbL) approach. Two different types of Au nanoparticles, nanospheres and nanorods were synthesized and used to fabricate Au nanoparticle films. Free-standing gold nanoparticle films were released from the multi-domain by utilizing the light. For the fabrication of independent released films, only the bottom sacrificial domain of the multi-domain was melted. Since we used two types of nanoparticles, two types of lights were introduced: 532 nm green laser and 808 nm near-infrared (NIR) laser. Because Au nanosphere domain showed maximum UV-Vis extinction peak at 530 nm, 532 nm laser was used to melt Au nanosphere domain. Au nanorod domain showed maximum UV-Vis longitudinal extinction peak at ~800 nm, therefore 808 nm laser was utilized to dissolve Au nanorod domain. Whenever the proper laser was shot corresponding to the nanoparticle type of the sacrificial domain, released films were shown. These results pave the way to the formation of dynamic nanostructures.