INÍCIO > 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) |
Abstrato:
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.
Íons de prata se apressem e esperem enquanto se dispersam: os químicos do arroz mostram que a liberação em estágios de íons de nanopartículas de ouro-prata pode ser uma propriedade útil
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.
####
Sobre a Rice University
Localizada em um campus florestal de 300 acres em Houston, a Rice University é consistentemente classificada entre as 20 melhores universidades do país pelo US News & World Report. Rice tem escolas altamente respeitadas de Arquitetura, Negócios, Estudos Continuados, Engenharia, Humanidades, Música, Ciências Naturais e Ciências Sociais e é sede do Instituto Baker de Políticas Públicas. Com 3,978 alunos de graduação e 3,192 alunos de pós-graduação, a proporção de alunos de graduação para professores de Rice é pouco menos de 6 para 1. Seu sistema de faculdades residenciais constrói comunidades unidas e amizades duradouras, apenas uma das razões pelas quais Rice é classificada como No. 1 em muita interação raça / classe e No. 1 em qualidade de vida pela Princeton Review. O arroz também é classificado como o melhor valor entre as universidades privadas pela Kiplinger's Personal Finance.
Siga Rice News e relações com a mídia pelo Twitter @RiceUNews.
Para mais informações, por favor clique SUA PARTICIPAÇÃO FAZ A DIFERENÇA
Contactos:
Jeff Falk
713-348-6775
Mike Williams
713-348-6728
Direitos autorais © Rice University
Se você tiver um comentário, por favor Contato nós.
Os emissores de boletins de notícias, não a 7th Wave, Inc. ou Nanotechnology Now, são os únicos responsáveis pela precisão do conteúdo.
Links Relacionados |
Escola Wiess de Ciências Naturais:
Notícias Relacionadas |
Notícias e informações
Uma plataforma fácil de usar é uma porta de entrada para IA em microscopia Abril 23rd, 2021
Direção quântica para medições mais precisas Abril 23rd, 2021
Com o novo dispositivo óptico, os engenheiros podem ajustar a cor da luz Abril 23rd, 2021
Química
Experimentos lançam dúvidas sobre a existência de líquidos quânticos de spin April 21st, 2021
Cientistas da TPU oferecem um novo método baseado em energia plasmônica para remover CO2 da atmosfera Março 19th, 2021
O trabalho em equipe torna a luz cada vez mais brilhante: as fontes de energia combinadas retornam uma explosão de fótons de nanogaps de ouro plasmônico Março 18th, 2021
Aumentando a eficiência dos sistemas de captura e conversão de carbono: o novo design pode acelerar as taxas de reação em sistemas eletroquímicos para retirar o carbono das emissões da usina 25 de Janeiro de 2021
Legislação Governamental / Regulamento / Financiamento / Política
Com o novo dispositivo óptico, os engenheiros podem ajustar a cor da luz Abril 23rd, 2021
Possíveis Futuros
Pesquisadores realizam conversão de frequência de alta eficiência em chip fotônico integrado Abril 23rd, 2021
Uma plataforma fácil de usar é uma porta de entrada para IA em microscopia Abril 23rd, 2021
Nanomedicina
Arrowhead Pharmaceuticals vai transmitir pela web os resultados fiscais do segundo trimestre de 2021 16 de abril de 2021
Arrowhead Pharmaceuticals vai transmitir pela web os resultados fiscais do segundo trimestre de 2021 16 de abril de 2021
Descobertas
Uma plataforma fácil de usar é uma porta de entrada para IA em microscopia Abril 23rd, 2021
Direção quântica para medições mais precisas Abril 23rd, 2021
Com o novo dispositivo óptico, os engenheiros podem ajustar a cor da luz Abril 23rd, 2021
Materiais / Metamateriais
Os engenheiros da FSU melhoram o desempenho dos fios supercondutores de alta temperatura 16 de abril de 2021
Anúncios
Direção quântica para medições mais precisas Abril 23rd, 2021
Com o novo dispositivo óptico, os engenheiros podem ajustar a cor da luz Abril 23rd, 2021
Militar
Com o novo dispositivo óptico, os engenheiros podem ajustar a cor da luz Abril 23rd, 2021
Sonda molecular de ação rápida e mudança de cor detecta quando um material está prestes a falhar Março 25th, 2021
Subsídios / Pesquisa patrocinada / Prêmios / Bolsas de estudo / Presentes / Concursos / Honras / Registros
O trabalho em equipe torna a luz cada vez mais brilhante: as fontes de energia combinadas retornam uma explosão de fótons de nanogaps de ouro plasmônico Março 18th, 2021
Cientistas da nanotecnologia criam o menor pássaro de origami do mundo Março 17th, 2021
Fotônica / Ótica / Lasers
Com o novo dispositivo óptico, os engenheiros podem ajustar a cor da luz Abril 23rd, 2021
Nova tecnologia cria circuitos fotônicos integrados de perda ultrabaixa 16 de abril de 2021
Microscópio que detecta vírus individuais pode alimentar diagnósticos rápidos Março 19th, 2021
O trabalho em equipe torna a luz cada vez mais brilhante: as fontes de energia combinadas retornam uma explosão de fótons de nanogaps de ouro plasmônico Março 18th, 2021
Parcerias de pesquisa
Cientistas da TPU oferecem um novo método baseado em energia plasmônica para remover CO2 da atmosfera Março 19th, 2021
- 3d
- AI
- americano
- entre
- Anuncia
- aplicações
- Abril
- arquitetura
- Exército
- por aí
- Bactérias
- MELHOR
- construir
- negócio
- Escola
- carbono
- CGI
- alterar
- químico
- produtos químicos
- química
- Químicos
- lasca
- co2
- Faculdade
- Columbia
- Comunidades
- consumo
- conteúdo
- continua
- Conversão
- crédito
- Defesa
- Design
- Designer
- descoberta
- dna
- eficiência
- Eletrônicos
- energia
- Engenharia
- Engenheiros
- ambiental
- EU
- evolução
- filmes
- financiar
- encontra
- final
- fluxo
- formulário
- Gratuito
- geometria
- Alemanha
- gif
- Dourado
- pós-graduação
- Grupo
- INÍCIO
- Como funciona o dobrador de carta de canal
- HTTPS
- hidrogênio
- Imagiologia
- Inc.
- indústria
- INFORMAÇÕES
- integração
- interação
- IT
- Chave
- laser
- conduzir
- levou
- Biblioteca
- leve
- LINK
- olhou
- Fazendo
- Março
- Match
- materiais
- Mídia
- modelagem
- monitoração
- Música
- nano
- nanotecnologia
- líquido
- Neural
- notícias
- oferecer
- abre
- operando
- Oportunidade
- Outros
- Papel
- atuação
- Finanças Pessoais
- produtos farmacêuticos
- plásticos
- plataforma
- Privacidade
- poder
- Princeton
- privado
- sonda
- Produção
- Agenda
- projeto
- propriedade
- público
- puxando
- qualidade
- quantitativo
- Quantum
- Preços
- reação
- reações
- Releases
- Denunciar
- pesquisa
- grupo de pesquisa
- rever
- ROBERT
- Escola
- Escolas
- Ciência
- CIÊNCIAS
- cientistas
- Pesquisar
- sensor
- Partilhar
- brilhar
- Prata
- So
- Redes Sociais
- Sociedade
- solar
- velocidade
- Spin
- Spot
- Etapa
- começo
- ficar
- armazenamento
- estudante
- caso
- Estudo
- Suportado
- superfície
- doce
- .
- sistemas
- tecnologia
- Dados Técnicos:
- A paisagem
- tempo
- topo
- nos
- Universidades
- universidade
- us
- valor
- vírus
- esperar
- Onda
- Atividades:
- mundo
- Yahoo