Nanodelci tvorijo supkristale pod tlakom

ZERGON & ROIIRO (SI) - A/V live @k4, Sonica 2013 (Junij 2019).

Anonim

Samonastava in kristalizacija nanodelcev (NP) je na splošno kompleksen proces, ki temelji na uparjanju ali obarjanju NP-gradbenih blokov. Pridobivanje visokokakovostnih superkristalov je počasno, odvisno od oblikovanja in vzdrževanja homogenih pogojev kristalizacije. Nedavne študije so uporabili pritisk kot homogeno metodo za indukcijo različnih strukturnih transformacij in faznih prehodov v prednastavljenih sklopih nanodelcev. Zdaj, v nedavno objavljenem delu v Letopisu fizikalne kemije Letter, skupina nemških raziskovalcev, ki preučujejo raztopine zlatih nanodelcev, prevlečenih s poli (etilenglikolom) - (PEG-) ligandi, je odkrila, da se lahko supkristali hitro inducirajo znotraj celotno suspenzijo.

V zadnjih nekaj desetletjih je prišlo do precejšnjega zanimanja za nastanek superkristalov nanodelcev (NP), ki lahko kažejo nastavljive in skupne lastnosti, ki se razlikujejo od tistih v njihovih sestavnih delih in ki imajo potencialne aplikacije na področjih, kot so optika, elektronika in senzorske platforme. Medtem ko je oblikovanje visokokakovostnih superkristalov običajno počasen in zapleten postopek, so nedavne raziskave pokazale, da uporaba tlaka lahko inducira nanodelce zlata za oblikovanje superkristalov. Na podlagi tega in ugotovljenega učinka soli na topnost zlitinskih nanodelcev (AuNP), prevlečenih s pig-baziranimi ligandi, je dr. Martin Schroer in njegova ekipa izvedla vrsto poskusov, ki so raziskovali učinek različnega pritiska na nanodelce zlata v vodnih raztopinah. Nenadoma so opazili, da ko nanos soli v raztopino nanodelci kristalizirajo pri določenem tlaku. Fazni diagram je zelo občutljiv, kristalizacijo pa lahko nastavimo tako, da spremenimo vrsto dodane soli in njeno koncentracijo.

Ekipa je uporabila rentgensko rentgensko razprševanje (SAXS) na žarku I22, da bi proučila kristalizacijo in situ z različnimi kloridnimi solmi (NaCl, KCl, RbCl, CsCl). Kot pravi dr. Schroer,

I22 je ena izmed redkih svetlobnih linij, ki ponujajo okolje pod visokim pritiskom, in to je nenavadno, ker lahko eksperimentalno nastavitev enostavno upravljajo uporabniki sami. Osebje žarkov je odlično in še posebej smo hvaležni za njihovo strokovno znanje o obdelavi podatkov, kar je bilo neprecenljivo. "

Nastali fazni diagram koncentracije v tlačni soli kaže, da je kristalizacija rezultat kombiniranega učinka soli in tlaka na premaze PEG. Tvorba super kristalov pride samo pri visokih koncentracijah soli in je reverzibilna. Povečanje koncentracije soli povzroči neprekinjeno zmanjšanje kristalizacijskega tlaka, medtem ko je struktura rešetke in stopnja kristalnosti neodvisna od tipa soli in koncentracije.

Pri doseganju kristalizacijskega tlaka se v celotni suspenziji tvorijo supkristali; stiskanje tekočine nadaljnje rezultate pri spremembah konstante mreže, vendar ni nadaljnjih kristalizacij ali strukturnih prehodov. Ta tehnika bi morala veljati za različne nanomateriale, prihodnje študije pa lahko razkrijejo vpogled v nastajanje superkristalov, ki bodo pomagali razumeti procese kristalizacije in omogočiti razvoj novih in hitrejših metod za sintezo NP-supkristalov.

Zdi se, da je kristalizacija NP trenutna, vendar je v tem nizu poskusov med uporabo pritiska in meritvami SAXS prišlo do zakasnitve približno 30 sekund. Dr. Schroer in njegova ekipa se bodo v letošnjem letu vračali v Diamond, da bi izvedli časovno razrešene študije za nadaljnjo raziskavo tega pojava.

menu
menu