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

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Acasă > Anunturi > Ionii de argint se grăbesc, apoi așteaptă când se dispersează: chimiștii din orez arată că eliberarea în etape a ionilor din nanoparticulele de aur-argint ar putea fi o proprietate utilă

Chimiștii de la Universitatea Rice și de la Universitatea din Duisburg-Essen, Germania, au cuantificat eliberarea de ioni de argint din aliajele de nanoparticule de aur-argint. În partea de sus, imaginile de la microscopul electronic cu transmisie arată schimbarea culorii pe măsură ce argintul (în albastru) se scurge dintr-o nanoparticulă timp de câteva ore, lăsând în urmă atomi de aur. Imaginile hiperspectrale de jos arată cât de mult s-a micșorat o nanoparticulă de argint și aur în patru ore pe măsură ce argintul s-a îndepărtat. (Credit: Universitatea Rice)

Rezumat:
Există aur în ele decât nanoparticule, și înainte era și mult argint. Dar o mare parte din argint s-a îndepărtat, iar cercetătorii vor să știe cum.

Ionii de argint se grăbesc, apoi așteaptă să se disperseze: chimistii din orez arată că eliberarea etapizată a ionilor din nanoparticulele de aur-argint ar putea fi o proprietate utilă

Houston, TX | Postat pe 23 aprilie 2021

Aliajele de aur-argint sunt catalizatori utili care degradează poluanții de mediu, facilitează producția de materiale plastice și substanțe chimice și ucid bacteriile de pe suprafețe, printre alte aplicații. Sub formă de nanoparticule, aceste aliaje ar putea fi utile ca senzori optici sau pentru catalizarea reacțiilor de degajare a hidrogenului.

Dar există o problemă: argintul nu rămâne întotdeauna pe loc.

Un nou studiu realizat de oamenii de știință de la Universitatea Rice și de la Universitatea din Duisburg-Essen, Germania, dezvăluie un mecanism în doi pași din spatele disipării argintului, o descoperire care ar putea ajuta industria să ajusteze aliajele de nanoparticule pentru utilizări specifice.

Echipa condusă de chimiștii Rice Christy Landes și Stephan Link și studentul absolvent Alexander Al-Zubeidi și chimistul de la Duisburg-Essen Stephan Barcikowski a folosit microscopie sofisticată pentru a arăta cum aurul ar putea reține suficient argint pentru a stabiliza nanoparticulă.

Studiul lor apare în revista American Chemical Society ACS Nano.

Cercetătorii au folosit un microscop de imagistică hiperspectral cu câmp întunecat pentru a studia nanoparticulele din aliaj de aur-argint care conțin un exces de argint într-o soluție acidă. Tehnica le-a permis să declanșeze plasmonii, valuri de energie care curg pe suprafața particulelor atunci când sunt aprinse. Acești plasmoni împrăștie lumină care se modifică odată cu compoziția aliajului.

„Dependența plasmonului de compoziția aliajului ne-a permis să înregistrăm cinetica de leșiere a ionilor de argint în timp real”, a spus Al-Zubeidi, autorul principal al studiului.

Al-Zubeidi a remarcat că filmele din aliaj de aur și argint au fost folosite de zeci de ani, adesea ca acoperiri antibacteriene, deoarece ionii de argint sunt toxici pentru bacterii. „Cred că mecanismul de eliberare a argintului a fost implicat din studiile filmelor de aliaj, dar nu a fost niciodată dovedit cantitativ”, a spus el.

Inițial, ionii de argint se scurg rapid din nanoparticule, care literalmente se micșorează ca rezultat. Pe măsură ce procesul continuă, rețeaua de aur în majoritatea cazurilor eliberează tot argintul în timp, dar aproximativ 25% dintre particule se comportă diferit, iar levigarea argintului este incompletă.

Al-Zubeidi a spus că ceea ce au observat sugerează că aurul ar putea fi manipulat pentru a stabiliza nanoparticulele din aliaj.

„De obicei, leșierea argintului ar dura aproximativ două ore în condițiile noastre”, a spus el. „Apoi, în a doua etapă, reacția nu mai are loc la suprafață. În schimb, pe măsură ce rețeaua de aur se rearanjează, ionii de argint trebuie să difuzeze prin această rețea bogată în aur pentru a ajunge la suprafață, unde pot fi oxidați. Asta încetinește foarte mult viteza de reacție.

„La un moment dat, particulele se pasivează și nu se mai poate produce scurgerea”, a spus Al-Zubeidi. „Particulele devin stabile. Până acum, ne-am uitat doar la particulele cu un conținut de argint de 80%-90% și am constatat că o mulțime de particule încetează să scurgă argint atunci când ating un conținut de argint de aproximativ 50%.

„Aceasta ar putea fi o compoziție interesantă pentru aplicații precum cataliză și electrocataliza”, a spus el. „Am dori să găsim un punct favorabil în jur de 50%, în care particulele sunt stabile, dar au încă multe dintre proprietățile lor asemănătoare argintului.”

Înțelegerea unor astfel de reacții ar putea ajuta cercetătorii să construiască o bibliotecă de catalizatori aur-argint și electrocatalizatori pentru diverse aplicații.

Link a spus că echipa Rice a salutat oportunitatea de a lucra cu Barcikowski, un lider în domeniul sintezei de nanoparticule prin ablație cu laser. „Acest lucru face posibilă crearea de nanoparticule de aliaj cu diferite compoziții și fără liganzi stabilizatori”, a spus el.

„De la sfârșitul nostru, am avut tehnica perfectă pentru a studia procesul de leșiere a ionilor de argint din multe nanoparticule dintr-un singur aliaj în paralel, prin intermediul imaginilor hiperspectrale”, a adăugat Landes. „Doar o abordare cu o singură particule a fost capabilă să rezolve geometria intra și interparticulă.”

„Acest efort va permite o nouă abordare pentru a genera catalizatori nanostructurați și noi materiale cu proprietăți electrochimice, optice și electronice unice”, a spus Robert Mantz, manager de program pentru electrochimie la Biroul de Cercetare al Armatei, un element al Comandamentului Capabilităților de Combat al Armatei SUA. Laborator. „Abilitatea de a adapta catalizatorii este importantă pentru a atinge obiectivul de reducere a greutății soldatelor asociate cu stocarea și generarea energiei și pentru a permite sinteza materialelor noi.”

Co-autorii lucrării sunt studenții absolvenți de Rice Charlotte Flatebo și Seyyed Ali Hosseini Jebeli și studentul absolvent de la Duisburg-Essen Frederic Stein și cercetătorul Christoph Rehbock. Link este profesor de chimie și de inginerie electrică și informatică. Landes este profesor de chimie și de inginerie electrică și informatică și de inginerie chimică și biomoleculară. Barcikowski este profesor de chimie la Institutul de Chimie Tehnică și Centrul pentru Nanointegrare din Duisburg-Essen.

Biroul de Cercetare al Armatei, o bursă de absolvenți în știință și inginerie a apărării naționale, Fundația Robert A. Welch, Fundația Națională pentru Știință și Fundația Germană pentru Cercetare au susținut studiul.

####

Despre Universitatea Rice
Situată pe un campus împădurit de 300 de acri din Houston, Universitatea Rice este clasată în mod constant printre primele 20 de universități ale națiunii de către US News & World Report. Rice are școli foarte respectate de arhitectură, afaceri, studii continue, inginerie, științe umane, muzică, științe naturale și științe sociale și găzduiește Institutul Baker pentru politici publice. Cu 3,978 de studenți și 3,192 de studenți absolvenți, raportul studenților la facultate al lui Rice este puțin sub 6 la 1. Sistemul său de colegii rezidențiale construiește comunități strânse și prietenii pe tot parcursul vieții, doar unul dintre motivele pentru care Rice este clasat pe locul 1 pentru o mulțime de interacțiuni rasă / clasă și pe locul 1 pentru calitatea vieții de către Princeton Review. Orezul este, de asemenea, evaluat ca fiind cea mai bună valoare în rândul universităților private de către Personal Finance Kiplinger.

Urmăriți Rice News și Media Relations via Twitter @RiceUNews.

Pentru mai multe informații, faceți clic pe aici

Contacte:
Jeff Falk
713-348-6775

Mike Williams
713-348-6728

Dacă aveți un comentariu, vă rog Contact ne.

Emitenții de comunicate de știri, nu 7th Wave, Inc. sau Nanotechnology Now, sunt singuri responsabili pentru acuratețea conținutului.

Bookmark: