Головна > прес > 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) |
Анотація:
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.
Іони срібла поспішають, а потім чекають, коли вони розходяться: Хіміки рису показують, що поетапне вивільнення іонів із наночастинок золота-срібла може бути корисною властивістю
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.
####
Про Університет Райса
Розташований у лісовому містечку площею 300 акрів у Х'юстоні, Університет Райса постійно входить до числа 20 найкращих університетів країни за версією US News & World Report. Райс має дуже шановану школу архітектури, бізнесу, безперервного навчання, інженерних, гуманітарних, музичних, природничих та соціальних наук, і тут знаходиться Інститут державної політики Бейкера. З 3,978 студентами та 3,192 аспірантами, співвідношення студентів та викладачів Райса становить трохи менше 6: 1. Його житлова система коледжів будує згуртовані спільноти та дружні стосунки протягом усього життя, лише одна з причин, чому Райс посідає перше місце за великою кількістю взаємодій між расами та класами та номер 1 за якістю життя за версією Princeton Review. Райс також оцінюється як найкраща цінність серед приватних університетів за версією Кіплінгера «Особисті фінанси».
Слідкуйте за новинами Рису та зв’язками із ЗМІ через Twitter @RiceUNews.
Для отримання додаткової інформації натисніть тут
Контакти:
Джефф Фальк
713-348-6775
Майк Уільямс
713-348-6728
Авторське право © Університет Райса
Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.
Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.
Посилання |
Новини преси |
Новини та інформація
Проста у використанні платформа - це шлюз до ШІ в мікроскопії Квітня 23rd, 2021
Квантове керування для більш точних вимірювань Квітня 23rd, 2021
За допомогою нового оптичного пристрою інженери можуть точно налаштувати колір світла Квітня 23rd, 2021
хімія
Експерименти ставлять під сумнів існування квантових спінових рідин Квітень 21st, 2021
Вчені ТПУ пропонують новий метод видалення CO2 з атмосфери на основі енергії плазмона Березень 19th, 2021
Командна робота робить світло блиском ще яскравішим: комбіновані джерела енергії повертають сплеск фотонів із плазмонових золотих нанопроміжків Березень 18th, 2021
Державне законодавство / Положення / Фінансування / Політика
За допомогою нового оптичного пристрою інженери можуть точно налаштувати колір світла Квітня 23rd, 2021
Можливе майбутнє
Дослідники реалізують високоефективне перетворення частоти на вбудованому фотонному чіпі Квітня 23rd, 2021
Проста у використанні платформа - це шлюз до ШІ в мікроскопії Квітня 23rd, 2021
Наномедицина
Arrowhead Pharmaceuticals проведе веб-трансляцію результатів за другий квартал 2021 фінансового року Квітень 16th, 2021
Arrowhead Pharmaceuticals проведе веб-трансляцію результатів за другий квартал 2021 фінансового року Квітень 16th, 2021
Відкриття
Проста у використанні платформа - це шлюз до ШІ в мікроскопії Квітня 23rd, 2021
Квантове керування для більш точних вимірювань Квітня 23rd, 2021
За допомогою нового оптичного пристрою інженери можуть точно налаштувати колір світла Квітня 23rd, 2021
Матеріали/метаматеріали
Інженери колишнього СРСР покращують характеристики високотемпературних надпровідників Квітень 16th, 2021
Сповіщення
Квантове керування для більш точних вимірювань Квітня 23rd, 2021
За допомогою нового оптичного пристрою інженери можуть точно налаштувати колір світла Квітня 23rd, 2021
військовий
За допомогою нового оптичного пристрою інженери можуть точно налаштувати колір світла Квітня 23rd, 2021
Молекулярний зонд, що швидко змінює колір, відчуває, коли матеріал ось-ось вийде з ладу Березень 25th, 2021
Гранти/Спонсоровані дослідження/Нагороди/Стипендії/Подарунки/Конкурси/Відзнаки/Рекорди
Командна робота робить світло блиском ще яскравішим: комбіновані джерела енергії повертають сплеск фотонів із плазмонових золотих нанопроміжків Березень 18th, 2021
Вчені з нанотехнологій створили найменшу в світі пташку орігамі Березень 17th, 2021
Фотоніка / Оптика / Лазери
За допомогою нового оптичного пристрою інженери можуть точно налаштувати колір світла Квітня 23rd, 2021
Нова технологія створює інтегральні фотонні схеми з наднизькими втратами Квітень 16th, 2021
Мікроскоп, який виявляє окремі віруси, може забезпечити швидку діагностику Березень 19th, 2021
Командна робота робить світло блиском ще яскравішим: комбіновані джерела енергії повертають сплеск фотонів із плазмонових золотих нанопроміжків Березень 18th, 2021
Дослідницькі партнерства
Вчені ТПУ пропонують новий метод видалення CO2 з атмосфери на основі енергії плазмона Березень 19th, 2021
Квантова примха дає гігантський магнітний ефект, де його не повинно існувати: дослідження відкриває вікно в пейзаж екстремальної топологічної речовини Березня 1st, 2021
Джерело: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56659
- 3d
- AI
- американська
- серед
- оголошує
- застосування
- квітня
- архітектура
- армія
- навколо
- Бактерії
- КРАЩЕ
- будувати
- бізнес
- Кампус
- вуглець
- CGI
- зміна
- хімічний
- хімікалії
- хімія
- Хіміки
- чіп
- co2
- коледж
- Columbia
- спільноти
- споживання
- зміст
- триває
- Перетворення
- кредит
- оборони
- дизайн
- Дизайнерка
- відкриття
- ДНК
- ефективність
- електроніка
- енергія
- Машинобудування
- Інженери
- навколишній
- EU
- еволюція
- фільми
- фінансування
- знахідки
- кінець
- потік
- форма
- Безкоштовна
- геометрія
- Німеччина
- GIF
- золото
- випускник
- Group
- Головна
- Як
- HTTPS
- Гідрування
- Зображеннями
- Инк
- промисловість
- інформація
- інтеграція
- взаємодія
- IT
- ключ
- лазер
- вести
- Led
- бібліотека
- світло
- LINK
- подивився
- Робить
- березня
- матч
- Матеріали
- Медіа
- моделювання
- моніторинг
- музика
- нано
- нанотехнології
- мережу
- Нейронний
- новини
- пропонувати
- Відкриється
- операційний
- Можливість
- Інше
- Папір
- продуктивність
- Особисті фінанси
- Фармацевтика
- пластики
- платформа
- політика
- влада
- Принстон
- приватний
- зонд
- Production
- програма
- проект
- власність
- громадськість
- тягне
- якість
- кількісний
- Квантовий
- ставки
- реакція
- реакції
- Релізи
- звітом
- дослідження
- дослідницької групи
- огляд
- РОБЕРТ
- Школа
- Школи
- наука
- НАУКИ
- Вчені
- Пошук
- датчиків
- Поділитись
- світити
- срібло
- So
- соціальна
- суспільство
- сонячний
- швидкість
- Спін
- Spot
- Стажування
- старт
- залишатися
- зберігання
- студент
- Дослідження
- Вивчення
- Підтриманий
- поверхню
- солодкий
- система
- Systems
- технології
- технічний
- Пейзаж
- час
- топ
- нас
- університети
- університет
- us
- значення
- віруси
- чекати
- хвиля
- Work
- світ
- Yahoo