Новости химической науки > Слежение за ростом наночастиц

Новая методика позволяет исследователям наблюдать за ростом наночастицы в режиме реального времени, введя в наночастицу «метку» – фрагмент металла, который можно отличить от всей остальной наночастицы с помощью электронной микроскопии.

С помощью разработанного метода исследователи из группы Чада Миркина (Chad A. Mirkin) из Северо-западного Университета смогли изучить, как металлические наночастицы меняют форму в процессе роста. Информация о том, каким образом наночастицы эволюционируют в определенные формы, могут помочь исследователям лучше контролировать электронные и каталитические свойства наноматериалов.

Миркин заявляет, что подход, который использовали его коллеги для наночастиц можно сравнить с такими подходами, как введение изотопной метки в синтетической химии или молекулярной биологии.

Электронная микроскопия позволяет увидеть, как происходит рост наночастиц и переход от их одной формы к другой. (Рисунок из Science, DOI: 10.1126/science.1225653)

Миркин подчеркивает, что зачастую для исследователей образование наночастиц происходит в режиме черного ящика. В то время, как в настоящее время даже в учебниках можно найти информацию о том, какие условия синтеза приведут к образованию наночастиц строго определенной формы, практически ничего неизвестно о механизме образования той или иной формы. Синтезы по известным методикам весьма полезна, но механизм образования той или иной формы наночастицы могут дать исследователям неоценимую информацию о том, как изменение условий могло бы повлиять на форму и, следовательно, на свойства образующихся наночастиц.

Группа Миркина решила заполнить это существующий пробел в информации об образовании наночастиц. Использовав для затравки нанокристаллы золота, исследователи вырастили широкий ассортимент нанокристаллов различной формы – октаэдрических, тетраэдрических и икосаэдрических. Это было осуществлено при облучении затравочных кристаллов светом длиной волны 550 нм в присутствии нитрата серебра. Свет способствовал осаждению серебра на грани затравочных кристаллов.

Различное рассеивание электронов золотом и серебром позволило исследователям отличать один металл от другого с помощью электронной микроскопии – затравочные кристаллики отлично наблюдались до того момента, пока они полностью не покрывались слоем серебра.

Затем исследователи решили выяснить, каким образом происходит образование сложных наночастиц из затравочных кристаллов золота определенной формы. В одном из экспериментов исследователи смогли вырастить октаэдрические частицы из кристаллов золота кубической формы, в другом октаэдрическая затравка позволила вырастить тетраэдры. На основании результатов этих и других исследований исследователи предложили механизм образования наночастиц икосаэдрической формы из одного затравочного нанокристалла из золота, описав все формы, которые образуются получения такого кристалла.

Источник: Science, DOI: 10.1126/science.1225653

метки статьи: #аналитическая химия, #нанотехнологии, #физическая химия, #химия поверхности