Gümüş İyonları Acele Edin, Sonra Dağılırken Bekleyin: Pirinç Kimyacıları, İyonların Altın-Gümüş Nanopartiküllerinden Aşamalı Salınımının Yararlı Bir Özellik Olduğunu Gösteriyor

Plato tarafından yeniden yayınlandı

İzleyiciler: 0

Ana Sayfa > Basın > Gümüş iyonları acele ediyor, sonra dağılmalarını bekliyor: Pirinç kimyacıları, iyonların altın-gümüş nanopartiküllerinden aşamalı salınımının yararlı bir özellik olabileceğini gösteriyor

Almanya'nın Rice Üniversitesi ve Duisburg-Essen Üniversitesi'ndeki kimyagerler, altın-gümüş nanopartikül alaşımlarından gümüş iyonlarının salınımını ölçtüler. Üstte, transmisyon elektron mikroskobu görüntüleri, gümüşün (mavi) birkaç saat içinde bir nanoparçacıktan süzülüp geride altın atomlarını bırakmasıyla oluşan renk değişimini gösteriyor. Alttaki hiperspektral görüntüler, gümüş ve altın nanoparçacıklarının, gümüş süzülürken dört saat içinde ne kadar küçüldüğünü gösteriyor. (Kredi: Rice Üniversitesi)

Özet:
İçlerinde nanopartiküllerin yanı sıra altın da var ve bir zamanlar çok fazla gümüş de vardı. Ancak gümüşün büyük bir kısmı sızdı ve araştırmacılar bunun nasıl olduğunu bilmek istiyor.

Gümüş iyonları acele eder, sonra dağılırken bekleyin: Pirinç kimyagerleri iyonların altın-gümüş nanopartiküllerden aşamalı salınımının yararlı bir özellik olabileceğini gösteriyor

Houston, Teksas | 23 Nisan 2021'de yayınlandı

Altın-gümüş alaşımları, diğer uygulamaların yanı sıra çevresel kirleticileri azaltan, plastik ve kimyasalların üretimini kolaylaştıran ve yüzeylerdeki bakterileri öldüren faydalı katalizörlerdir. Nanopartikül formundaki bu alaşımlar, optik sensörler olarak veya hidrojen oluşum reaksiyonlarını katalize etmek için faydalı olabilir.

Ancak bir sorun var: Gümüş her zaman yerinde kalmıyor.

Almanya'nın Rice Üniversitesi ve Duisburg-Essen Üniversitesi'nden bilim adamları tarafından yapılan yeni bir çalışma, gümüşün dağılmasının ardındaki iki aşamalı bir mekanizmayı ortaya koyuyor; bu, endüstrinin nanopartikül alaşımlarına belirli kullanımlar için ince ayar yapmasına yardımcı olabilecek bir keşif.

Rice kimyagerleri Christy Landes ve Stephan Link ile yüksek lisans öğrencisi Alexander Al-Zubeidi ve Duisburg-Essen kimyager Stephan Barcikowski liderliğindeki ekip, altının nanoparçacığı stabilize etmek için nasıl yeterli gümüşü tutabileceğini göstermek için karmaşık mikroskopi kullandı.

Çalışmaları Amerikan Kimya Derneği dergisi ACS Nano'da yer alıyor.

Araştırmacılar, asidik bir çözelti içinde fazla miktarda gümüş içeren altın-gümüş alaşımı nanopartiküllerini incelemek için hiperspektral karanlık alan görüntüleme mikroskobu kullandılar. Bu teknik, ışık verildiğinde parçacıkların yüzeyi boyunca akan enerji dalgaları olan plazmonları tetiklemelerine olanak sağladı. Bu plazmonlar, alaşımın bileşimine göre değişen ışığı saçar.

Çalışmanın baş yazarı Al-Zubeidi, "Plazmonun alaşım bileşimine bağımlılığı, gümüş iyonu liç kinetiğini gerçek zamanlı olarak kaydetmemize olanak sağladı" dedi.

Al-Zubeidi, gümüş iyonlarının bakteriler için toksik olması nedeniyle altın ve gümüş alaşımından yapılmış filmlerin onlarca yıldır antibakteriyel kaplama olarak kullanıldığını kaydetti. "Gümüş salınım mekanizmasının alaşım filmleriyle ilgili çalışmalardan anlaşıldığını düşünüyorum, ancak hiçbir zaman niceliksel olarak kanıtlanmadı" dedi.

Başlangıçta gümüş iyonları nanopartiküllerden hızla süzülür ve sonuç olarak kelimenin tam anlamıyla küçülür. Süreç devam ettikçe, çoğu durumda altın kafes zamanla tüm gümüşü serbest bırakır, ancak parçacıkların yaklaşık %25'i farklı davranır ve gümüşün süzülmesi tamamlanmaz.

Al-Zubeidi, gözlemlediklerinin, alaşım nanoparçacıklarını stabilize etmek için altının manipüle edilebileceğini gösterdiğini söyledi.

"Genellikle gümüş liçi bizim koşullarımızda yaklaşık iki saat sürer" dedi. “Sonra ikinci aşamada reaksiyon artık yüzeyde gerçekleşmiyor. Bunun yerine, altın kafes yeniden düzenlenirken, gümüş iyonlarının oksitlenebilecekleri yüzeye ulaşmak için bu altın açısından zengin kafes boyunca yayılması gerekir. Bu reaksiyon hızını çok yavaşlatır.

Al-Zubeidi, "Bir noktada parçacıklar pasifleşir ve artık sızıntı gerçekleşemez" dedi. “Parçacıklar kararlı hale geliyor. Şimdiye kadar yalnızca %80-%90 gümüş içeriğine sahip parçacıklara baktık ve birçok parçacığın yaklaşık %50 gümüş içeriğine ulaştıklarında gümüşü süzmeyi bıraktığını gördük.

"Bu, kataliz ve elektrokataliz gibi uygulamalar için ilginç bir bileşim olabilir" dedi. "Parçacıkların stabil olduğu ancak yine de gümüş benzeri özelliklerinin çoğuna sahip olduğu %50 civarında bir tatlı nokta bulmak istiyoruz."

Bu tür reaksiyonları anlamak, araştırmacıların çeşitli uygulamalar için altın-gümüş katalizörler ve elektrokatalizörlerden oluşan bir kütüphane oluşturmasına yardımcı olabilir.

Link, Rice ekibinin, lazer ablasyon yoluyla nanopartikül sentezi alanında lider olan Barcikowski ile çalışma fırsatını memnuniyetle karşıladığını söyledi. "Bu, çeşitli bileşimlere sahip ve stabilize edici ligandlar içermeyen alaşım nanopartikülleri oluşturmayı mümkün kılıyor" dedi.

Landes, "Bizim açımızdan, birçok tek alaşımlı nanopartikülden gümüş iyonunun süzülmesi sürecini hiperspektral görüntüleme yoluyla paralel olarak incelemek için mükemmel bir tekniğe sahiptik" diye ekledi. "Sadece tek parçacık yaklaşımı parçacık içi ve parçacıklar arası geometriyi çözebildi."

ABD Ordusu Savaş Yetenekleri Komutanlığı Ordu Araştırması'nın bir unsuru olan Ordu Araştırma Ofisi elektrokimya program yöneticisi Robert Mantz, "Bu çaba, benzersiz elektrokimyasal, optik ve elektronik özelliklere sahip nanoyapılı katalizörler ve yeni malzemeler üretmek için yeni bir yaklaşımı mümkün kılacak" dedi. Laboratuvar. "Katalizörleri uyarlama yeteneği, güç depolama ve üretimi ile ilişkili askerlerin taşıdığı ağırlığı azaltma ve yeni malzeme sentezini sağlama hedefine ulaşmak için önemlidir."

Makalenin ortak yazarları, Rice yüksek lisans öğrencileri Charlotte Flatebo ve Seyyed Ali Hosseini Jebeli ile Duisburg-Essen yüksek lisans öğrencisi Frederic Stein ve araştırmacı Christoph Rehbock'tur. Link kimya ve elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörüdür. Landes kimya, elektrik ve bilgisayar mühendisliği ile kimya ve biyomoleküler mühendislik profesörüdür. Barcikowski, Teknik Kimya Enstitüsü'nde ve Duisburg-Essen'deki Nanointegrasyon Merkezi'nde kimya profesörüdür.

Ordu Araştırma Ofisi, Ulusal Savunma Bilimi ve Mühendisliği Yüksek Lisans Bursu, Robert A. Welch Vakfı, Ulusal Bilim Vakfı ve Alman Araştırma Vakfı çalışmayı destekledi.

####

Rice Üniversitesi Hakkında
Houston'da 300 dönümlük ormanlık bir kampüste bulunan Rice Üniversitesi, US News & World Report tarafından sürekli olarak ülkenin en iyi 20 üniversitesi arasında yer almaktadır. Rice, Mimarlık, İşletme, Devam Eden Çalışmalar, Mühendislik, Beşeri Bilimler, Müzik, Doğa Bilimleri ve Sosyal Bilimler alanlarında saygın okullara sahiptir ve Baker Kamu Politikası Enstitüsü'ne ev sahipliği yapmaktadır. 3,978 lisans ve 3,192 yüksek lisans öğrencisiyle, Rice'ın lisans öğrencisi / fakültesi oranı 6'ya 1'in biraz altında. Üniversitenin yatılı üniversite sistemi, birbirine sıkı sıkıya bağlı topluluklar ve ömür boyu sürecek arkadaşlıklar kuruyor; Princeton Review tarafından Rice'ın birçok ırk / sınıf etkileşimi için 1 numara ve yaşam kalitesi için 1 numara olmasının sadece bir nedeni. Rice ayrıca Kiplinger'in Kişisel Finansmanı tarafından özel üniversiteler arasında en iyi değer olarak derecelendirilmiştir.

Rice News ve Medya İlişkilerini @RiceUNews üzerinden takip edin.

Daha fazla bilgi için lütfen tıklayın okuyun

İletişim:
Jeff Falk
713-348-6775

Mike Williams
713-348-6728

Telif Hakkı © Rice Üniversitesi

Bir yorumunuz varsa, lütfen İletişim bize.

7th Wave, Inc. veya Nanotechnology Now değil, haber bültenleri yayıncıları yalnızca içeriğin doğruluğundan sorumludur.

Yer imi: