Silver Ions Hurry Up, Then Wait As They Disperse: Rice Chemists Show Ions Staged Release From Gold-silver Nanoparticles Could Be Useful Property

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Kezdőlap > nyomja meg > Az ezüstionok siessen, majd várja meg, amíg szétoszlanak: A rizskémikusok kimutatták, hogy az ionok fokozatos felszabadulása arany-ezüst nanorészecskékből hasznos tulajdonság lehet

A Rice Egyetem és a németországi Duisburg-Essen Egyetem vegyészei számszerűsítették az ezüstionok felszabadulását arany-ezüst nanorészecskékből. A felső részen a transzmissziós elektronmikroszkóp képei a színváltozást mutatják, amikor az ezüst (kék színben) több óra alatt kimosódik a nanorészecskéből, aranyatomokat hagyva maga után. Az alsó hiperspektrális képek azt mutatják, hogy az ezüst és az arany nanorészecskéje mennyit zsugorodott négy óra alatt, amikor az ezüst kimosódott. (Köszönetnyilvánítás: Rice University)

Absztrakt:
Van bennük arany, mint nanorészecskék, és régen sok ezüst is volt. Az ezüst nagy része azonban kimosódott, és a kutatók tudni akarják, hogyan.

Az ezüstionok siessen, majd várja meg, amíg szétoszlanak: A rizskémikusok szerint az ionok fokozatos felszabadulása az arany-ezüst nanorészecskékből hasznos tulajdonság lehet

Houston, TX | Feladás dátuma: 23. április 2021

Az arany-ezüst ötvözetek hasznos katalizátorok, amelyek lebontják a környezeti szennyeződéseket, megkönnyítik a műanyagok és vegyszerek előállítását, és elpusztítják a baktériumokat a felületeken, többek között. Nanorészecskék formájában ezek az ötvözetek hasznosak lehetnek optikai érzékelőként vagy hidrogénfejlődési reakciók katalizálására.

De van egy probléma: az ezüst nem mindig marad a helyén.

A Rice Egyetem és a németországi Duisburg-Essen Egyetem tudósai által készített új tanulmány egy kétlépcsős mechanizmust tár fel az ezüst disszipációja mögött, amely felfedezés segítheti az iparban a nanorészecske-ötvözetek speciális felhasználási célú finomhangolását.

A Christy Landes és Stephan Link Rice-kémikusok, valamint Alexander Al-Zubeidi és a Duisburg-Essen kémikus, Stephan Barcikowski végzős hallgatók által vezetett csapat kifinomult mikroszkóppal mutatta be, hogyan képes az arany megtartani elegendő ezüstöt a nanorészecske stabilizálásához.

Tanulmányuk az American Chemical Society folyóiratban, az ACS Nanoban jelenik meg.

A kutatók hiperspektrális, sötétmezős képalkotó mikroszkóp segítségével vizsgálták az arany-ezüstötvözet nanorészecskéit, amelyek savas oldatban feleslegben tartalmaznak ezüstöt. A technika lehetővé tette számukra, hogy plazmonokat, energiahullámokat váltsanak ki, amelyek világítanak a részecskék felületén. Ezek a plazmonok szórják a fényt, amely az ötvözet összetételével változik.

"A plazmon ötvözet-összetételtől való függése lehetővé tette számunkra, hogy valós időben rögzítsük az ezüstion kioldódási kinetikáját" - mondta Al-Zubeidi, a tanulmány vezető szerzője.

Al-Zubeidi megjegyezte, hogy az arany- és ezüstötvözetből készült filmeket évtizedek óta használják, gyakran antibakteriális bevonatként, mivel az ezüstionok mérgezőek a baktériumokra. „Azt hiszem, az ezüst kioldó mechanizmust az ötvözött fóliák tanulmányozása feltételezi, de mennyiségileg soha nem bizonyították” – mondta.

Kezdetben az ezüstionok gyorsan kimosódnak a nanorészecskékből, amelyek ennek következtében szó szerint összezsugorodnak. Ahogy a folyamat folytatódik, az aranyrács a legtöbb esetben idővel az összes ezüstöt felszabadítja, de a részecskék körülbelül 25%-a eltérően viselkedik, és az ezüst kioldódása nem teljes.

Al-Zubeidi szerint a megfigyelések arra utalnak, hogy az arany manipulálható az ötvözet nanorészecskék stabilizálása érdekében.

„Általában az ezüst kioldódása körülbelül két órán át tart a mi körülményeink között” – mondta. „Aztán a második szakaszban a reakció már nem a felszínen történik. Ehelyett, ahogy az aranyrács átrendeződik, az ezüstionoknak át kell diffundálniuk ezen az aranyban gazdag rácson, hogy elérjék a felszínt, ahol oxidálódhatnak. Ez nagyon lelassítja a reakciósebességet.

"Egy bizonyos ponton a részecskék passzívvá válnak, és nem történhet több kimosódás" - mondta Al-Zubeidi. „A részecskék stabilizálódnak. Eddig csak a 80%-90%-os ezüsttartalmú részecskéket vizsgáltuk, és azt találtuk, hogy sok részecske abbahagyja az ezüst kimosódását, ha eléri az 50%-os ezüsttartalmat.

"Ez egy érdekes kompozíció lehet olyan alkalmazásokhoz, mint a katalízis és az elektrokatalízis" - mondta. "Szeretnénk találni egy 50% körüli édes pontot, ahol a részecskék stabilak, de még sok ezüstszerű tulajdonságuk van."

Az ilyen reakciók megértése segíthet a kutatóknak arany-ezüst katalizátorok és elektrokatalizátorok könyvtárának felépítésében különféle alkalmazásokhoz.

Link elmondta, hogy a Rice csapata üdvözölte a lehetőséget, hogy Barcikowskival, a lézeres ablációval történő nanorészecske-szintézis területén vezető vállalattal dolgozhasson. "Ez lehetővé teszi különböző összetételű, stabilizáló ligandumoktól mentes ötvözet nanorészecskék létrehozását" - mondta.

„A mi végünktől fogva tökéletes technikával rendelkeztünk ahhoz, hogy párhuzamosan, hiperspektrális képalkotással tanulmányozzuk az ezüstion-kimosódás folyamatát számos egyötvözetből álló nanorészecskéből” – tette hozzá Landes. "Csak az egyrészecskés megközelítés volt képes feloldani a részecskén belüli és a részecskék közötti geometriát."

„Ez az erőfeszítés új megközelítést tesz lehetővé nanostrukturált katalizátorok és egyedi elektrokémiai, optikai és elektronikus tulajdonságokkal rendelkező új anyagok előállításához” – mondta Robert Mantz, a Hadsereg Kutatási Iroda elektrokémiai programvezetője, amely az Egyesült Államok Hadseregének Harcképességei Parancsnokság Hadseregkutatásának egyik eleme. Laboratórium. "A katalizátorok testreszabásának képessége fontos az energiatároláshoz és -termeléshez kapcsolódó katona súlyának csökkentésére és az újszerű anyagszintézis lehetővé tételére."

A cikk társszerzői a Rice végzős hallgatói, Charlotte Flatebo és Seyyed Ali Hosseini Jebeli, valamint Frederic Stein Duisburg-Essen végzős hallgató és Christoph Rehbock kutató. Link a kémia, valamint az elektromos és számítástechnika professzora. Landes a kémia, az elektromos és számítástechnika, valamint a vegyi és biomolekuláris mérnöki professzor. Barcikowski a Duisburg-Essen-i Műszaki Kémiai Intézet és a Nanointegrációs Központ kémiaprofesszora.

A Hadsereg Kutatási Iroda, a Nemzetvédelmi Tudományos és Mérnöki Egyetemi Ösztöndíj, a Robert A. Welch Alapítvány, a Nemzeti Tudományos Alapítvány és a Német Kutatási Alapítvány támogatta a tanulmányt.

####

A Rice Egyetemről
A Houston-i 300 hektáros erdős egyetemen található Rice Egyetem az US News & World Report következetesen az ország 20 legjobb egyeteme közé tartozik. Rice magasan elismert építészeti, üzleti, továbbtanulási, mérnöki, bölcsészettudományi, zene-, természettudományi és társadalomtudományi iskoláknak rendelkezik, és a Baker Közpolitikai Intézet otthona. 3,978 egyetemi hallgatóval és 3,192 végzős hallgatóval Rice egyetemi hallgatói és oktatói aránya alig éri el az 6-et. Lakossági főiskolai rendszere szoros kapcsolatban álló közösségeket és egész életen át tartó barátságokat épít ki, csak egy ok, amiért Rice a Princeton Review által az első helyen áll a sok faj / osztály interakció és az 1. az életminőség szempontjából. A rizst a magánegyetemek körében is a legjobb értéknek minősíti a Kiplinger Personal Finance.

Kövesse a Rice News és a média kapcsolatait a Twitteren @RiceUNews.

További információért kattintson a gombra itt

Elérhetőségek:
Jeff Falk
713-348-6775

Mike Williams
713-348-6728

Ha van észrevétele, kérem Kapcsolat minket.

A tartalom pontosságáért kizárólag a sajtóközlemények kiadói felelősek, nem pedig a 7th Wave, Inc. vagy a Nanotechnology Now.

Könyvjelző: