أسرع أيونات الفضة ، ثم انتظر حتى تتفرق: كيميائيو الأرز يظهرون أن التحرر المرحلي للأيونات من جزيئات الذهب والفضة النانوية يمكن أن يكون خاصية مفيدة

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

الصفحة الرئيسية > صحافة > تتسارع أيونات الفضة، ثم تنتظر حتى تتشتت: يُظهر كيميائيو الأرز أن الإطلاق المرحلي للأيونات من جزيئات الذهب والفضة النانوية يمكن أن يكون خاصية مفيدة

قام الكيميائيون في جامعة رايس وجامعة دويسبورج إيسن بألمانيا بقياس كمية أيونات الفضة من سبائك الذهب والفضة النانوية. في الأعلى، تظهر صور المجهر الإلكتروني النافذ التغير في اللون حيث تتسرب الفضة (باللون الأزرق) من الجسيمات النانوية على مدار عدة ساعات، تاركة ذرات الذهب خلفها. تُظهر الصور فائقة الطيف السفلية مقدار تقلص الجسيمات النانوية من الفضة والذهب على مدار أربع ساعات مع تسرب الفضة. (الائتمان: جامعة رايس)

المستخلص:
يوجد فيها ذهب في الجسيمات النانوية، وكان هناك الكثير من الفضة أيضًا. لكن الكثير من الفضة قد تسربت، ويريد الباحثون أن يعرفوا كيف حدث ذلك.

تسارع أيونات الفضة ، ثم انتظر بينما تتشتت: أظهر كيميائيو الأرز أن الإطلاق المرحلي للأيونات من جزيئات الذهب والفضة النانوية يمكن أن يكون خاصية مفيدة

هيوستن، تكساس | تم النشر في 23 أبريل 2021

تعتبر سبائك الذهب والفضة بمثابة محفزات مفيدة تعمل على تحلل الملوثات البيئية، وتسهيل إنتاج المواد البلاستيكية والمواد الكيميائية وقتل البكتيريا على الأسطح، من بين تطبيقات أخرى. في شكل جسيمات متناهية الصغر، يمكن أن تكون هذه السبائك مفيدة كأجهزة استشعار بصرية أو لتحفيز تفاعلات تطور الهيدروجين.

ولكن هناك مشكلة: الفضة لا تبقى في مكانها دائمًا.

كشفت دراسة جديدة أجراها علماء في جامعة رايس وجامعة دويسبورج-إيسن بألمانيا، عن آلية من خطوتين وراء تبديد الفضة، وهو اكتشاف يمكن أن يساعد في صناعة سبائك الجسيمات النانوية لاستخدامات محددة.

استخدم الفريق بقيادة الكيميائيين في رايس كريستي لاندز وستيفان لينك وطالب الدراسات العليا ألكسندر الزبيدي والكيميائي في دويسبورج إيسن ستيفان بارسيكوفسكي مجهرًا متطورًا لإظهار كيف يمكن للذهب أن يحتفظ بما يكفي من الفضة لتثبيت الجسيمات النانوية.

تظهر دراستهم في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ACS Nano.

استخدم الباحثون مجهر تصوير المجال المظلم الفائق الطيفي لدراسة الجسيمات النانوية المصنوعة من سبائك الذهب والفضة والتي تحتوي على فائض من الفضة في محلول حمضي. سمحت لهم هذه التقنية بتحفيز البلازمونات، وهي تموجات من الطاقة تتدفق عبر سطح الجسيمات عند إشعالها. تبعثر هذه البلازمونات الضوء الذي يتغير بتغير تركيبة السبيكة.

وقال الزبيدي، المؤلف الرئيسي للدراسة: "إن اعتماد البلازمون على تركيبة السبائك سمح لنا بتسجيل حركية ترشيح أيون الفضة في الوقت الفعلي".

وأشار الزبيدي إلى أن أغشية سبائك الذهب والفضة تُستخدم منذ عقود، غالبًا كطلاء مضاد للبكتيريا، لأن أيونات الفضة سامة للبكتيريا. وقال: "أعتقد أن آلية إطلاق الفضة تم استنتاجها ضمنيًا من الدراسات التي أجريت على أغشية السبائك، لكن لم يتم إثباتها بطريقة كمية".

في البداية، تتسرب أيونات الفضة بسرعة من الجسيمات النانوية، والتي تتقلص فعليًا نتيجة لذلك. مع استمرار العملية، تطلق شبكة الذهب في معظم الحالات كل الفضة بمرور الوقت، ولكن حوالي 25% من الجزيئات تتصرف بشكل مختلف ويكون ترشيح الفضة غير مكتمل.

وقال الزبيدي إن ما لاحظوه يشير إلى أنه يمكن التلاعب بالذهب لتثبيت الجسيمات النانوية في السبائك.

وقال: "عادةً ما يستمر ترشيح الفضة لمدة ساعتين تقريبًا في ظل ظروفنا". "ثم في المرحلة الثانية، لم يعد التفاعل يحدث على السطح. بدلاً من ذلك، أثناء إعادة ترتيب شبكة الذهب، يجب أن تنتشر أيونات الفضة عبر هذه الشبكة الغنية بالذهب للوصول إلى السطح، حيث يمكن أكسدتها. وهذا يبطئ معدل التفاعل كثيرا.

وقال الزبيدي: "في مرحلة ما، تتوقف الجزيئات عن العمل ولا يمكن أن يحدث المزيد من الترشيح". "تصبح الجزيئات مستقرة. حتى الآن، نظرنا فقط إلى الجزيئات التي تحتوي على محتوى فضي يتراوح بين 80% إلى 90%، ووجدنا أن الكثير من الجزيئات تتوقف عن ترشيح الفضة عندما تصل إلى محتوى فضي يبلغ حوالي 50%.

وقال: "قد يكون هذا تركيبًا مثيرًا للاهتمام لتطبيقات مثل الحفز والتحفيز الكهربائي". "نود العثور على مكان مناسب بنسبة 50% تقريبًا، حيث تكون الجزيئات مستقرة ولكن لا يزال لديها الكثير من خصائصها الشبيهة بالفضة."

إن فهم مثل هذه التفاعلات يمكن أن يساعد الباحثين على بناء مكتبة من محفزات الذهب والفضة والمحفزات الكهربائية لمختلف التطبيقات.

وقال لينك إن فريق رايس رحب بفرصة العمل مع بارسيكوفسكي، الرائد في مجال تركيب الجسيمات النانوية عن طريق الاستئصال بالليزر. وقال: "هذا يجعل من الممكن إنشاء جسيمات نانوية من السبائك بتركيبات مختلفة وخالية من الروابط المثبتة".

وأضاف لاندس: "من جانبنا، كان لدينا التقنية المثالية لدراسة عملية ترشيح أيون الفضة من العديد من الجسيمات النانوية أحادية السبائك بالتوازي عبر التصوير الفائق الطيفي". "فقط نهج الجسيم الواحد كان قادرًا على حل الهندسة داخل الجسيمات وبين الجسيمات."

وقال روبرت مانتز، مدير برنامج الكيمياء الكهربائية في مكتب أبحاث الجيش، وهو أحد عناصر أبحاث الجيش التابعة لقيادة القدرات القتالية بالجيش الأمريكي: "سيمكن هذا الجهد من اتباع نهج جديد لتوليد محفزات ذات بنية نانوية ومواد جديدة ذات خصائص كهروكيميائية وبصرية وإلكترونية فريدة من نوعها". معمل. "إن القدرة على تصميم المحفزات مهمة لتحقيق هدف تقليل الوزن الذي يحمله الجنود والمرتبط بتخزين الطاقة وتوليدها وتمكين تخليق مواد جديدة."

شارك في تأليف هذه الورقة طلاب الدراسات العليا في رايس شارلوت فلاتيبو وسيد علي حسيني جبلي وطالب الدراسات العليا في دويسبورغ-إيسن فريدريك شتاين والباحث كريستوف ريبوك. لينك هو أستاذ الكيمياء والهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر. لاندز هو أستاذ الكيمياء والهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر والهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية. بارسيكوفسكي هو أستاذ الكيمياء في معهد الكيمياء التقنية ومركز التكامل النانوي في دويسبورغ-إيسن.

وقد دعم الدراسة مكتب أبحاث الجيش، وزمالة الدراسات العليا في علوم وهندسة الدفاع الوطني، ومؤسسة روبرت أ. ويلش، والمؤسسة الوطنية للعلوم، ومؤسسة الأبحاث الألمانية.

####

عن جامعة رايس
تقع جامعة رايس في حرم غابات تبلغ مساحته 300 فدان في هيوستن ، وقد تم تصنيفها باستمرار بين أفضل 20 جامعة في البلاد من قبل US News & World Report. رايس لديها كليات محترمة للغاية في الهندسة المعمارية والأعمال والدراسات المستمرة والهندسة والعلوم الإنسانية والموسيقى والعلوم الطبيعية والعلوم الاجتماعية وهي موطن لمعهد بيكر للسياسة العامة. مع 3,978 طالبًا جامعيًا و 3,192 طالب دراسات عليا ، فإن نسبة الطلاب الجامعيين إلى أعضاء هيئة التدريس في رايس أقل بقليل من 6 إلى 1. يبني نظام الكلية السكنية مجتمعات متماسكة وصداقات مدى الحياة ، وهذا سبب واحد فقط يجعل رايس تحتل المرتبة الأولى في الكثير من التفاعل بين العرق والفئة والمرتبة الرابعة لجودة الحياة من قبل برينستون ريفيو. تم تصنيف رايس أيضًا كأفضل قيمة بين الجامعات الخاصة من قبل التمويل الشخصي من Kiplinger.

تابع أخبار رايس والعلاقات الإعلامية عبر TwitterRiceUNews.

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
جيف فالك
713-348-6775

مايك ويليامز
713-348-6728

حقوق النشر © جامعة رايس

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: