יונים מכסף ממהרים ואז מחכים כשהם מתפזרים: כימאי אורז מראים יונים ?? שחרור מבוים מחלקיקי ננו-כסף עשוי להיות רכוש שימושי

ננו טכנולוגיהחותמת זמן: 24 באפריל 2021 3:15

צומת המקור: 827291

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > יוני כסף ממהרים, ואז חכו כשהם מתפזרים: כימאים של אורז מראים שהשחרור המבויים של יונים מננו-חלקיקי זהב-כסף יכול להיות נכס שימושי

כימאים מאוניברסיטת רייס ואוניברסיטת דויסבורג-אסן, גרמניה כימתו את שחרור יוני הכסף מסגסוגות ננו-חלקיקי זהב-כסף. בחלק העליון, תמונות של מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת מראות את השינוי בצבע כאשר כסף (בכחול) נשלף מתוך ננו-חלקיק במשך מספר שעות, ומשאיר מאחור אטומי זהב. התמונות ההיפרספקטרליות התחתונות מראות עד כמה ננו-חלקיק של כסף וזהב התכווץ במשך ארבע שעות כשהכסף נשלף. (קרדיט: אוניברסיטת רייס)

תקציר:
יש בהם זהב מאשר ננו-חלקיקים, ופעם היה גם הרבה כסף. אבל חלק גדול מהכסף נשלף, וחוקרים רוצים לדעת איך.

יונים מכסף ממהרים ואז ממתינים כשהם מתפזרים: כימאי אורז מראים שחרור מבוים של יונים מחלקיקי ננו-כסף עשוי להיות תכונה שימושית

יוסטון, טקסס | פורסם ב-23 באפריל, 2021

סגסוגות זהב-כסף הן זרזים שימושיים המפירים מזהמים סביבתיים, מקלים על ייצור פלסטיק וכימיקלים והורגים חיידקים על משטחים, בין היתר. בצורת ננו-חלקיקים, סגסוגות אלו יכולות להיות שימושיות כחיישנים אופטיים או לזרז תגובות אבולוציה של מימן.

אבל יש בעיה: כסף לא תמיד נשאר במקום.

מחקר חדש שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת רייס ואוניברסיטת דויסבורג-אסן, גרמניה, חושף מנגנון דו-שלבי מאחורי פיזור הכסף, תגלית שיכולה לעזור לתעשייה לכוונן סגסוגות ננו-חלקיקים לשימושים ספציפיים.

הצוות בראשות הכימאים רייס כריסטי לנדס וסטפן לינק והסטודנט לתארים מתקדמים אלכסנדר אל-זוביידי וכימאי דואיסבורג-אסן סטפן ברציקקובסקי השתמש במיקרוסקופיה מתוחכמת כדי להראות כיצד זהב יכול לשמור מספיק כסף כדי לייצב את הננו-חלקיק.

המחקר שלהם מופיע בכתב העת של האגודה האמריקנית לכימיה, ACS Nano.

החוקרים השתמשו במיקרוסקופ הדמיית שדה כהה היפר-ספקטרלי כדי לחקור ננו-חלקיקים מסגסוגת זהב-כסף המכילים עודף כסף בתמיסה חומצית. הטכניקה אפשרה להם להפעיל פלסמונים, אדוות של אנרגיה שזורמים על פני החלקיקים כשהם מוארים. פלסמונים אלה מפזרים אור המשתנה עם הרכב הסגסוגת.

"התלות של הפלסמון בהרכב הסגסוגת אפשרה לנו לתעד קינטיקה של שטיפת יוני כסף בזמן אמת", אמר אל-זוביידי, המחבר הראשי של המחקר.

אל-זוביידי ציין שסרטים של סגסוגת זהב וכסף נמצאים בשימוש במשך עשרות שנים, לעתים קרובות כציפוי אנטיבקטריאלי, מכיוון שיוני כסף רעילים לחיידקים. "אני חושב שמנגנון שחרור הכסף השתמע ממחקרים על סרטי סגסוגת, אבל זה מעולם לא הוכח בצורה כמותית", אמר.

בתחילה, יוני כסף דולפים במהירות מננו-חלקיקים, אשר ממש מתכווצים כתוצאה מכך. ככל שהתהליך נמשך, סריג הזהב ברוב המקרים משחרר את כל הכסף לאורך זמן, אך כ-25% מהחלקיקים מתנהגים אחרת ושטיף הכסף אינו שלם.

אל-זוביידי אמר כי מה שהם צפו מצביע על כך שניתן לתמרן בזהב כדי לייצב את ננו-חלקיקי הסגסוגת.

"בדרך כלל שטיפת כסף תימשך כשעתיים בתנאים שלנו", אמר. "ואז בשלב השני, התגובה כבר לא מתרחשת על פני השטח. במקום זאת, כאשר סריג הזהב מתארגן מחדש, יוני הכסף צריכים להתפזר דרך הסריג העשיר הזהב הזה כדי להגיע לפני השטח, שם ניתן לחמצן אותם. זה מאט מאוד את קצב התגובה.

"בשלב מסוים, החלקיקים עוברים פסיביות ולא יכולה לקרות עוד שטיפה", אמר אל-זוביידי. "החלקיקים הופכים יציבים. עד כה, הסתכלנו רק על חלקיקים עם תכולת כסף של 80%-90%, וגילינו שהרבה מהחלקיקים מפסיקים לשטוף כסף כשהם מגיעים לתכולת כסף של כ-50%.

"זה יכול להיות הרכב מעניין עבור יישומים כמו קטליזה ואלקטרוקטליזה", אמר. "אנחנו רוצים למצוא נקודה מתוקה בסביבות 50%, שבה החלקיקים יציבים אך עדיין יש להם הרבה מהתכונות דמויות הכסף שלהם."

הבנת תגובות כאלה יכולה לעזור לחוקרים לבנות ספרייה של זרזים מזהב-כסף ואלקטרו-זרזים ליישומים שונים.

לינק אמר שצוות רייס קיבל בברכה את ההזדמנות לעבוד עם Barcikowski, מובילה בתחום סינתזת ננו-חלקיקים באמצעות אבלציה בלייזר. "זה מאפשר ליצור ננו-חלקיקים מסגסוגת בעלי הרכבים שונים וללא ליגנדים מייצבים", אמר.

"מהקצה שלנו, הייתה לנו הטכניקה המושלמת לחקור את תהליך שטיפת יוני הכסף מננו-חלקיקים רבים מסגסוגת אחת במקביל באמצעות הדמיה היפרספקטרלית", הוסיף לנדס. "רק גישה של חלקיקים בודדים הצליחה לפתור את הגיאומטריה התוך-חלקיקית."

"מאמץ זה יאפשר גישה חדשה לייצור זרזים בננו וחומרים חדשים בעלי תכונות אלקטרוכימיות, אופטיות ואלקטרוניות ייחודיות", אמר רוברט מאנץ, מנהל תוכנית לאלקטרוכימיה במשרד המחקר של הצבא, מרכיב במחקר של פיקוד יכולות הלחימה של צבא ארה"ב. מַעבָּדָה. "היכולת להתאים זרזים חשובה כדי להשיג את המטרה של הפחתת משקל חיילים הקשור לאחסון וייצור חשמל ולאפשר סינתזת חומרים חדשניים".

מחברי המאמר הם הסטודנטים לתארים מתקדמים רייס שרלוט פלטהבו וסייד עלי חוסייני ג'בלי וסטודנט לתארים מתקדמים דואיסבורג-אסן פרדריק שטיין והחוקר כריסטוף רהבוק. לינק הוא פרופסור לכימיה ולהנדסת חשמל ומחשבים. לנדס הוא פרופסור לכימיה ולהנדסת חשמל ומחשבים והנדסה כימית וביו-מולקולרית. ברציקובסקי הוא פרופסור לכימיה במכון לכימיה טכנית ובמרכז לננו-אינטגרציה בדויסבורג-אסן.

משרד המחקר של הצבא, מלגת בוגרי מדעים והנדסה להגנה לאומית, קרן רוברט א. וולש, הקרן הלאומית למדע וקרן המחקר הגרמנית תמכו במחקר.

####

על אוניברסיטת רייס
אוניברסיטת רייס, הממוקמת בקמפוס מיוער בגודל 300 דונם ביוסטון, מדורגת באופן עקבי בין 20 האוניברסיטאות המובילות במדינה על ידי US News & World Report. רייס מכיל בתי ספר אדריכליים, עסקיים, לימודי המשך, הנדסה, מדעי הרוח, מוסיקה, מדעי הטבע ומדעי החברה ומכובד ביותר. ביתו של מכון בייקר למדיניות ציבורית. עם 3,978 בוגרי תואר ראשון ו -3,192 סטודנטים לתארים מתקדמים, יחס הסטודנטים ללימודי התואר הראשון של רייס הוא קצת פחות מ -6 ל -1. מערכת המכללות למגורים שלה בונה קהילות מאוחדות וחברות לכל החיים, רק סיבה אחת מדוע רייס מדורגת במקום הראשון עבור הרבה אינטראקציות בין גזעים / כיתות ומספר 1 לאיכות חיים על ידי פרינסטון סקירה. רייס מוערך גם כערך הטוב ביותר בקרב אוניברסיטאות פרטיות על ידי האוצר האישי של קיפלינגר.

עקוב אחר קשרי חדשות ומדיה לאורז דרך טוויטר @ RiceUNews.

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
ג'ף פאלק
713-348-6775

מייק וויליאמס
713-348-6728

זכויות יוצרים © אוניברסיטת רייס

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך: