Avaleht > press > Silver ions hurry up, then wait as they disperse: Rice chemists show ions’ staged release from gold-silver nanoparticles could be useful property
Chemists at Rice University and the University of Duisburg-Essen, Germany quantified the release of silver ions from gold-silver nanoparticle alloys. At top, transmission electron microscope images show the change in color as silver (in blue) leaches out of a nanoparticle over several hours, leaving gold atoms behind. The bottom hyperspectral images show how much a nanoparticle of silver and gold shrank over four hours as the silver leached away. (Credit: Rice University) |
Abstraktne:
There’s gold in them thar nanoparticles, and there used to be a lot of silver, too. But much of the silver has leached away, and researchers want to know how.
Hõbedaioonid kiirustage ja oodake, kuni nad hajuvad: riisikeemikud näitavad, et ioonide järkjärguline vabanemine kulla-hõbeda nanoosakestest võib olla kasulik omadus
Houston, TX | Posted on April 23rd, 2021
Gold-silver alloys are useful catalysts that degrade environmental pollutants, facilitate the production of plastics and chemicals and kill bacteria on surfaces, among other applications. In nanoparticle form, these alloys could be useful as optical sensors or to catalyze hydrogen evolution reactions.
But there’s an issue: Silver doesn’t always stay put.
A new study by scientists at Rice University and the University of Duisburg-Essen, Germany, reveals a two-step mechanism behind silver’s dissipation, a discovery that could help industry fine-tune nanoparticle alloys for specific uses.
The team led by Rice chemists Christy Landes and Stephan Link and graduate student Alexander Al-Zubeidi and Duisburg-Essen chemist Stephan Barcikowski employed sophisticated microscopy to show how gold might retain enough silver to stabilize the nanoparticle.
Their study appears in the American Chemical Society journal ACS Nano.
The researchers used a hyperspectral dark-field imaging microscope to study gold-silver alloy nanoparticles containing an excess of silver in an acidic solution. The technique allowed them to trigger plasmons, ripples of energy that flow across the surface of particles when lit. These plasmons scatter light that changes with the alloy’s composition.
“The dependence of the plasmon on alloy composition allowed us to record silver ion leaching kinetics in real time,” said Al-Zubeidi, lead author of the study.
Al-Zubeidi noted films of gold and silver alloy have been in use for decades, often as antibacterial coatings, because silver ions are toxic to bacteria. “I think the silver release mechanism has been implied from studies of alloy films, but it’s never been proven in a quantitative way,” he said.
Initially, silver ions leach quickly from nanoparticles, which literally shrink as a result. As the process continues, the gold lattice in most instances releases all the silver over time, but about 25% of particles behave differently and silver leaching is incomplete.
Al-Zubeidi said what they observed suggests gold could be manipulated to stabilize the alloy nanoparticles.
“Usually silver leaching would last about two hours under our conditions,” he said. “Then in the second stage, the reaction no longer happens on the surface. Instead, as the gold lattice rearranges, the silver ions have to diffuse through this gold-rich lattice to reach the surface, where they can be oxidized. That slows the reaction rate a lot.
“At some point, the particles passivate and no more leaching can happen,” Al-Zubeidi said. “The particles become stable. So far, we’ve only looked at particles with a silver content of 80%-90%, and we found that a lot of the particles stop leaching silver when they reach a silver content of about 50%.
“That could be an interesting composition for applications like catalysis and electrocatalysis,” he said. “We’d like to find a sweet spot around 50%, where the particles are stable but still have a lot of their silver-like properties.”
Understanding such reactions could help researchers build a library of gold-silver catalysts and electrocatalysts for various applications.
Link said the Rice team welcomed the opportunity to work with Barcikowski, a leader in the field of nanoparticle synthesis via laser ablation. “This makes it possible to create alloy nanoparticles with various compositions and free of stabilizing ligands,” he said.
“From our end, we had the perfect technique to study the process of silver ion leaching from many single-alloy nanoparticles in parallel via hyperspectral imaging,” Landes added. “Only a single-particle approach was able to resolve the intra- and interparticle geometry.”
“This effort will enable a new approach to generate nanostructured catalysts and new materials with unique electrochemical, optical and electronic properties,” said Robert Mantz, program manager for electrochemistry at the Army Research Office, an element of the U.S. Army Combat Capabilities Command’s Army Research Laboratory. “The ability to tailor catalysts is important to achieve the goal of reducing soldier-borne weight associated with power storage and generation and enable novel material synthesis.”
Co-authors of the paper are Rice graduate students Charlotte Flatebo and Seyyed Ali Hosseini Jebeli and Duisburg-Essen graduate student Frederic Stein and researcher Christoph Rehbock. Link is a professor of chemistry and of electrical and computer engineering. Landes is a professor of chemistry and of electrical and computer engineering and chemical and biomolecular engineering. Barcikowski is a professor of chemistry at the Technical Chemistry Institute and the Center for Nanointegration at Duisburg-Essen.
The Army Research Office, a National Defense Science and Engineering Graduate Fellowship, the Robert A. Welch Foundation, the National Science Foundation and the German Research Foundation supported the study.
####
Riisi ülikooli kohta
Houstonis asuvas 300 aakri suuruse metsaga ülikoolilinnakus asuv Rice'i ülikool on USA uudiste ja maailma aruande järgi järjekindlalt riigi 20 parema ülikooli seas. Rice'il on kõrgelt hinnatud arhitektuuri-, äri-, täiendõppe-, inseneri-, humanitaarteaduste, muusika-, loodusteaduste ja sotsiaalteaduste koolid ning seal asub Bakeri avaliku poliitika instituut. 3,978 üliõpilase ja 3,192 kraadiõppuriga Rice'i üliõpilaste ja õppejõudude suhe on veidi alla 6: 1. Selle elamukõrgkoolide süsteem loob tihedalt seotud kogukondi ja elukestvaid sõprussuhteid, mis on vaid üks põhjus, miks Rice on Princetoni ülevaates edetabelis nr 1 paljude võistluste / klasside vahelise suhtlemise ja elukvaliteedi poolest. Kiplingeri isiklik rahandusministeerium hindas riisi eraülikoolide seas ka parimaks väärtuseks.
Jälgige riisiuudiseid ja meediasuhteid Twitteri @RiceUNews kaudu.
Lisateabe saamiseks klõpsake nuppu siin
Kontaktid:
Jeff Falk
713-348-6775
Mike Williams
713-348-6728
Autoriõigus © Rice University
Kui teil on kommentaar, palun Saada sõnum meile.
Sisu täpsuse eest vastutavad ainuüksi uudisteväljaannete väljaandjad, mitte 7th Wave, Inc. või Nanotechnology Now.
Lingid |
Seotud uudised Press |
Uudised ja teave
Lihtsalt kasutatav platvorm on värav AI-sse mikroskoopias Aprill 23rd, 2021
Kvantjuhtimine täpsemate mõõtmiste jaoks Aprill 23rd, 2021
Uue optilise seadmega saavad insenerid valguse värvi peenhäälestada Aprill 23rd, 2021
Sünteetiline želatiinitaoline materjal jäljendab homaari kõhualust venitust ja tugevust: membraani struktuur võib anda skeemi tugevate tehiskudede jaoks Aprill 23rd, 2021
Keemia
Katsed seavad kahtluse alla kvantpöörlevate vedelike olemasolu Aprill 21st, 2021
TPU teadlased pakuvad uut plasmoni energiapõhist meetodit CO2 eemaldamiseks atmosfäärist Märts 19th, 2021
Meeskonnatöö paneb valguse särama üha eredamalt: kombineeritud energiaallikad toovad plasmoonse kulla nanolõhedest tagasi footonite purse Märts 18th, 2021
Valitsus-õigusaktid/määrused/rahastamine/poliitika
Uue optilise seadmega saavad insenerid valguse värvi peenhäälestada Aprill 23rd, 2021
Sünteetiline želatiinitaoline materjal jäljendab homaari kõhualust venitust ja tugevust: membraani struktuur võib anda skeemi tugevate tehiskudede jaoks Aprill 23rd, 2021
Võimalikud tulevikud
Teadlased teostavad integreeritud fotoonkiibil suure tõhususega sagedusmuundust Aprill 23rd, 2021
Lihtsalt kasutatav platvorm on värav AI-sse mikroskoopias Aprill 23rd, 2021
Sünteetiline želatiinitaoline materjal jäljendab homaari kõhualust venitust ja tugevust: membraani struktuur võib anda skeemi tugevate tehiskudede jaoks Aprill 23rd, 2021
Nanomeditsiin
Sünteetiline želatiinitaoline materjal jäljendab homaari kõhualust venitust ja tugevust: membraani struktuur võib anda skeemi tugevate tehiskudede jaoks Aprill 23rd, 2021
Arrowhead Pharmaceuticals edastab veebis 2021. aasta eelarve teise kvartali tulemused Aprill 16th, 2021
Arrowhead Pharmaceuticals edastab veebis 2021. aasta eelarve teise kvartali tulemused Aprill 16th, 2021
Avastused
Lihtsalt kasutatav platvorm on värav AI-sse mikroskoopias Aprill 23rd, 2021
Kvantjuhtimine täpsemate mõõtmiste jaoks Aprill 23rd, 2021
Uue optilise seadmega saavad insenerid valguse värvi peenhäälestada Aprill 23rd, 2021
Sünteetiline želatiinitaoline materjal jäljendab homaari kõhualust venitust ja tugevust: membraani struktuur võib anda skeemi tugevate tehiskudede jaoks Aprill 23rd, 2021
Materjalid/metamaterjalid
Sünteetiline želatiinitaoline materjal jäljendab homaari kõhualust venitust ja tugevust: membraani struktuur võib anda skeemi tugevate tehiskudede jaoks Aprill 23rd, 2021
FSU insenerid parandavad kõrge temperatuuriga ülijuhtjuhtmete jõudlust Aprill 16th, 2021
Teated
Kvantjuhtimine täpsemate mõõtmiste jaoks Aprill 23rd, 2021
Uue optilise seadmega saavad insenerid valguse värvi peenhäälestada Aprill 23rd, 2021
Sünteetiline želatiinitaoline materjal jäljendab homaari kõhualust venitust ja tugevust: membraani struktuur võib anda skeemi tugevate tehiskudede jaoks Aprill 23rd, 2021
Sõjaline
Uue optilise seadmega saavad insenerid valguse värvi peenhäälestada Aprill 23rd, 2021
Sünteetiline želatiinitaoline materjal jäljendab homaari kõhualust venitust ja tugevust: membraani struktuur võib anda skeemi tugevate tehiskudede jaoks Aprill 23rd, 2021
Kiiresti toimiv, värvi muutev molekulaarne sond tajub, kui materjal hakkab rikki minema Märts 25th, 2021
Toetused/Sponsoreeritud uuringud/Auhinnad/Stipendiumid/Kingitused/Konkursid/Autasud/Rekordid
Meeskonnatöö paneb valguse särama üha eredamalt: kombineeritud energiaallikad toovad plasmoonse kulla nanolõhedest tagasi footonite purse Märts 18th, 2021
Nanotehnoloogiateadlased loovad maailma väikseima origami linnu Märts 17th, 2021
Fotoonika/optika/laserid
Uue optilise seadmega saavad insenerid valguse värvi peenhäälestada Aprill 23rd, 2021
Uus tehnoloogia ehitab ülimadala kadudega integreeritud fotoonlülitusi Aprill 16th, 2021
Üksikuid viirusi tuvastav mikroskoop võib anda kiire diagnostika Märts 19th, 2021
Meeskonnatöö paneb valguse särama üha eredamalt: kombineeritud energiaallikad toovad plasmoonse kulla nanolõhedest tagasi footonite purse Märts 18th, 2021
Teaduspartnerlused
TPU teadlased pakuvad uut plasmoni energiapõhist meetodit CO2 eemaldamiseks atmosfäärist Märts 19th, 2021
Kvantvorm annab hiiglasliku magnetilise efekti, kus seda ei tohiks olla: uuring avab akna äärmusliku topoloogilise aine maastikule Märtsil 1st, 2021
Allikas: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56659
- 3d
- AI
- ameerika
- vahel
- teatab
- rakendused
- Aprill
- arhitektuur
- Armee
- ümber
- Bakterid
- BEST
- ehitama
- äri
- Ülikoolilinnak
- süsinik
- CGI
- muutma
- keemiline
- kemikaalide
- keemia
- Keemiku
- kiip
- co2
- kolledž
- Columbia
- Ühenduste
- tarbimine
- sisu
- pidev
- Konverteerimine
- krediit
- kaitse
- Disain
- Disainer
- avastus
- dna
- efektiivsus
- Elektroonika
- energia
- Inseneriteadus
- Inseneride
- keskkonna-
- EU
- evolutsioon
- filmid
- rahastama
- leiab
- lõpp
- voog
- vorm
- tasuta
- geomeetria
- Saksamaa
- gif
- Kuldne
- koolilõpetaja
- Grupp
- Avaleht
- Kuidas
- HTTPS
- vesinik
- Imaging
- Inc
- tööstus
- info
- integratsioon
- suhtlemist
- IT
- Võti
- laser
- viima
- Led
- Raamatukogu
- valgus
- LINK
- Vaatasin
- Tegemine
- Märts
- Vastama
- materjalid
- Meedia
- modelleerimine
- järelevalve
- muusika
- nano
- Nanotehnoloogia
- neto
- Neural
- uudised
- pakkuma
- Avaneb
- tegutsevad
- Võimalus
- Muu
- Paber
- jõudlus
- Personal Finance
- farmaatsiatooted
- plastist
- inimesele
- poliitika
- võim
- princeton
- era-
- sond
- Produktsioon
- Programm
- projekt
- kinnisvara
- avalik
- tõmmates
- kvaliteet
- kvantitatiivne
- Kvant
- Rates
- reaktsioon
- reaktsioonid
- Pressiteated
- aru
- teadustöö
- uurimisrühm
- läbi
- ROBERT
- Kool
- Koolid
- teadus
- TEADUSED
- teadlased
- Otsing
- andur
- Jaga
- sära
- Silver
- So
- sotsiaalmeedia
- Ühiskond
- päikese-
- kiirus
- Spin
- Kaubandus-
- Stage
- algus
- jääma
- ladustamine
- õpilane
- uuringud
- Uuring
- Toetatud
- Pind
- magus
- süsteem
- süsteemid
- tech
- Tehniline
- Maastik
- aeg
- ülemine
- puperdama
- meie
- Ülikoolid
- Ülikool
- us
- väärtus
- viirused
- ootama
- Wave
- Töö
- maailm
- Yahoo