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

Ponovno objavil Platon

Spremljevalci: 0

Domov > Pritisnite > Srebrni ioni pohitite, nato pa počakajte, da se razpršijo: kemiki za riž kažejo, da je postopno sproščanje ionov iz zlato-srebrovih nanodelcev lahko koristna lastnost

Kemiki z univerze Rice in univerze Duisburg-Essen v Nemčiji so kvantificirali sproščanje srebrovih ionov iz zlitin nanodelcev zlata in srebra. Slike transmisijskega elektronskega mikroskopa na vrhu prikazujejo spremembo barve, ko srebro (v modri barvi) v nekaj urah izteče iz nanodelcev in za seboj pusti atome zlata. Spodnje hiperspektralne slike kažejo, koliko se je nanodelec srebra in zlata skrčil v štirih urah, ko se je srebro izlužilo. (Zasluge: Univerza Rice)

Povzetek:
V njih je zlato kot nanodelci, včasih pa je bilo tudi veliko srebra. Toda velik del srebra se je izlužil in raziskovalci želijo vedeti, kako.

Srebrni ioni pohitijo, nato pa počakajo, ko se razpršijo: Riževi kemiki kažejo, da bi bilo lahko postopno sproščanje ionov iz zlato-srebrnih nanodelcev koristna lastnost

Houston, TX | Objavljeno 23. aprila 2021

Zlato-srebrne zlitine so uporabni katalizatorji, ki med drugim razgrajujejo onesnaževala okolja, olajšajo proizvodnjo plastike in kemikalij ter ubijajo bakterije na površinah. V obliki nanodelcev so lahko te zlitine uporabne kot optični senzorji ali za kataliziranje reakcij razvijanja vodika.

Vendar obstaja težava: srebro ne ostane vedno na mestu.

Nova študija znanstvenikov z Univerze Rice in Univerze Duisburg-Essen v Nemčiji razkriva dvostopenjski mehanizem za razpršitev srebra, odkritje, ki bi industriji lahko pomagalo pri natančnejši nastavitvi zlitin nanodelcev za posebne namene.

Ekipa, ki so jo vodili kemiki Rice Christy Landes in Stephan Link ter podiplomski študent Alexander Al-Zubeidi in kemik Duisburg-Essen Stephan Barcikowski, je uporabila sofisticirano mikroskopijo, da bi pokazala, kako lahko zlato zadrži dovolj srebra za stabilizacijo nanodelcev.

Njihova študija je objavljena v reviji American Chemical Society ACS Nano.

Raziskovalci so uporabili hiperspektralni slikovni mikroskop s temnim poljem za preučevanje nanodelcev zlitine zlata in srebra, ki vsebujejo presežek srebra v kisli raztopini. Tehnika jim je omogočila sprožitev plazmonov, valov energije, ki tečejo po površini delcev, ko so osvetljeni. Ti plazmoni sipajo svetlobo, ki se spreminja s sestavo zlitine.

"Odvisnost plazmona od sestave zlitine nam je omogočila snemanje kinetike izpiranja srebrovih ionov v realnem času," je povedal Al-Zubeidi, glavni avtor študije.

Al-Zubeidi je opozoril, da so filmi iz zlitine zlata in srebra v uporabi že desetletja, pogosto kot antibakterijski premazi, ker so srebrovi ioni strupeni za bakterije. "Mislim, da je bil mehanizem sproščanja srebra impliciran iz študij zlitin, vendar nikoli ni bil kvantitativno dokazan," je dejal.

Na začetku se srebrovi ioni hitro izpirajo iz nanodelcev, ki se zaradi tega dobesedno skrčijo. Ko se proces nadaljuje, zlata mreža v večini primerov sčasoma sprosti vse srebro, vendar se približno 25 % delcev obnaša drugače in izpiranje srebra ni popolno.

Al-Zubeidi je dejal, da to, kar so opazili, kaže na to, da bi lahko z zlatom manipulirali za stabilizacijo nanodelcev zlitine.

"Običajno bi izpiranje srebra v naših pogojih trajalo približno dve uri," je dejal. »Potem se v drugi fazi reakcija ne zgodi več na površini. Namesto tega, ko se zlata mreža preuredi, morajo srebrovi ioni difundirati skozi to z zlatom bogato mrežo, da dosežejo površino, kjer se lahko oksidirajo. To zelo upočasni hitrost reakcije.

"V nekem trenutku se delci pasivizirajo in ne more več priti do izpiranja," je dejal Al-Zubeidi. »Delci postanejo stabilni. Doslej smo opazovali samo delce z vsebnostjo srebra 80-90 % in ugotovili smo, da veliko delcev preneha izpirati srebro, ko dosežejo vsebnost srebra približno 50 %.

"To bi lahko bila zanimiva sestava za aplikacije, kot sta kataliza in elektrokataliza," je dejal. "Radi bi našli dobro točko okoli 50%, kjer so delci stabilni, vendar imajo še vedno veliko srebru podobnih lastnosti."

Razumevanje takšnih reakcij bi lahko raziskovalcem pomagalo zgraditi knjižnico zlato-srebrnih katalizatorjev in elektrokatalizatorjev za različne aplikacije.

Link je dejal, da je ekipa Rice pozdravila priložnost za sodelovanje z Barcikowskim, vodilnim na področju sinteze nanodelcev z lasersko ablacijo. "To omogoča ustvarjanje nanodelcev zlitin z različnimi sestavami in brez stabilizacijskih ligandov," je dejal.

»Z naše strani smo imeli popolno tehniko za preučevanje procesa izpiranja srebrovih ionov iz številnih nanodelcev ene zlitine vzporedno prek hiperspektralnega slikanja,« je dodal Landes. "Samo pristop z enim delcem je lahko razrešil geometrijo znotraj in med delci."

"To prizadevanje bo omogočilo nov pristop za ustvarjanje nanostrukturiranih katalizatorjev in novih materialov z edinstvenimi elektrokemičnimi, optičnimi in elektronskimi lastnostmi," je povedal Robert Mantz, programski vodja za elektrokemijo v raziskovalnem uradu vojske, ki je del oddelka za raziskave vojaških zmogljivosti poveljstva vojaških zmogljivosti ameriške vojske. Laboratorij. "Zmožnost prilagajanja katalizatorjev je pomembna za doseganje cilja zmanjšanja teže, ki jo nosijo vojaki, povezane s shranjevanjem in proizvodnjo energije, ter omogočanje sinteze novih materialov."

Soavtorja prispevka sta podiplomska študenta Rice Charlotte Flatebo in Seyyed Ali Hosseini Jebeli ter podiplomski študent Duisburg-Essen Frederic Stein in raziskovalec Christoph Rehbock. Link je profesor kemije ter elektrotehnike in računalništva. Landes je profesor kemije ter elektrotehnike in računalništva ter kemijskega in biomolekularnega inženirstva. Barcikowski je profesor kemije na Tehničnem kemijskem inštitutu in Centru za nanointegracijo v Duisburg-Essnu.

Raziskovalni urad vojske, Nacionalna štipendija za podiplomske obrambne znanosti in inženirstvo, fundacija Robert A. Welch, nacionalna znanstvena fundacija in nemška raziskovalna fundacija so podprli študijo.

####

O univerzi Rice
Univerza Rice, ki se nahaja v 300 hektarjev gozdnatem kampusu v Houstonu, je po poročanju US News & World Report dosledno uvrščena med 20 najboljših univerz v državi. Rice ima zelo spoštovane šole za arhitekturo, poslovanje, nadaljevanje študija, inženirstvo, humanistiko, glasbo, naravoslovje in družbene vede, v njem pa živi Baker Institute for Public Policy. Z 3,978 dodiplomskimi in 3,192 podiplomskimi študenti je Riceovo razmerje med dodiplomskim študentom in fakulteto nekaj manj kot 6 proti 1. Njegov rezidenčni univerzitetni sistem gradi tesno povezane skupnosti in vseživljenjska prijateljstva, kar je samo eden od razlogov, da je Rice na lestvici Princeton Review uvrščena na 1. mesto po številnih dirkah med dirkami in v razredu ter na 1. mesto po kakovosti življenja. Kiplinger's Personal Finance ocenjuje, da je riž med zasebnimi univerzami tudi najboljša vrednost.

Spremljajte Rice novice in odnose z mediji prek Twitterja @RiceUNews.

Za več informacij kliknite tukaj

Kontakt:
Jeff Falk
713-348-6775

Mike Williams
713-348-6728

Če imate komentar, prosim Kontakt nas.

Izdajalci novic, ne 7th Wave, Inc. ali Nanotechnology Now, so izključno odgovorni za točnost vsebine.

Zaznamek: