Іони срібла поспішають, потім чекають, коли вони розходяться: Хіміки рису показують іони ?? поетапне звільнення від наночастинок золота-срібла може бути корисною властивістю

Вихідний вузол: 827291

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)
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.

Закладка:
дуже смачний Digg Newsvine Google Yahoo Reddit Магноліаком Шерсть Facebook

Посилання

Реферат читайте за адресою:

Landes Research Group:

Link Research Group:

Stephan Barcikowski:

кафедра хімії:

Школа природничих наук Wiess:

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

Синтетичний желатиноподібний матеріал імітує розтягнутість і міцність лобстера на нижній частині живота: структура мембрани може надати план надійних штучних тканин 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

Підвищення ефективності систем уловлювання та перетворення вуглецю: нова конструкція може прискорити швидкість реакції в електрохімічних системах для вилучення вуглецю з викидів електростанції Січень 25th, 2021

Державне законодавство / Положення / Фінансування / Політика

За допомогою нового оптичного пристрою інженери можуть точно налаштувати колір світла Квітня 23rd, 2021

Синтетичний желатиноподібний матеріал імітує розтягнутість і міцність лобстера на нижній частині живота: структура мембрани може надати план надійних штучних тканин Квітня 23rd, 2021

Краща метрика для термоелектричних матеріалів означає кращі стратегії проектування: Нова кількість допомагає експериментально класифікувати розмірність термоелектричних матеріалів Квітень 15th, 2021

Краща метрика для термоелектричних матеріалів означає кращі стратегії проектування: Нова кількість допомагає експериментально класифікувати розмірність термоелектричних матеріалів Квітень 15th, 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

Синтетичний желатиноподібний матеріал імітує розтягнутість і міцність лобстера на нижній частині живота: структура мембрани може надати план надійних штучних тканин Квітня 23rd, 2021

CEA-Leti анонсує проект ЄС з імітацією багаточасової обробки біологічних нейронних систем: цільові програми включають розподілений моніторинг довкілля у великих розмірах, імплантовані медико-діагностичні мікрочіпи, носяться електроніка та інтерфейси людини / комп'ютера Квітня 23rd, 2021

Наномедицина

Синтетичний желатиноподібний матеріал імітує розтягнутість і міцність лобстера на нижній частині живота: структура мембрани може надати план надійних штучних тканин Квітня 23rd, 2021

CEA-Leti анонсує проект ЄС з імітацією багаточасової обробки біологічних нейронних систем: цільові програми включають розподілений моніторинг довкілля у великих розмірах, імплантовані медико-діагностичні мікрочіпи, носяться електроніка та інтерфейси людини / комп'ютера Квітня 23rd, 2021

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

Синтетичний желатиноподібний матеріал імітує розтягнутість і міцність лобстера на нижній частині живота: структура мембрани може надати план надійних штучних тканин Квітня 23rd, 2021

Матеріали/метаматеріали

Синтетичний желатиноподібний матеріал імітує розтягнутість і міцність лобстера на нижній частині живота: структура мембрани може надати план надійних штучних тканин Квітня 23rd, 2021

Орегонські вчені створили механізм для точного контролю звукових хвиль у метаматеріалах: Теоретичне моделювання показує, що дизайнерські матеріали, що включають барабаноподібні мембрани, дозволяють точно зупиняти та повертати звукові імпульси Квітень 16th, 2021

Інженери колишнього СРСР покращують характеристики високотемпературних надпровідників Квітень 16th, 2021

Краща метрика для термоелектричних матеріалів означає кращі стратегії проектування: Нова кількість допомагає експериментально класифікувати розмірність термоелектричних матеріалів Квітень 15th, 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

Синтетичний желатиноподібний матеріал імітує розтягнутість і міцність лобстера на нижній частині живота: структура мембрани може надати план надійних штучних тканин Квітня 23rd, 2021

CEA-Leti анонсує проект ЄС з імітацією багаточасової обробки біологічних нейронних систем: цільові програми включають розподілений моніторинг довкілля у великих розмірах, імплантовані медико-діагностичні мікрочіпи, носяться електроніка та інтерфейси людини / комп'ютера Квітня 23rd, 2021

військовий

За допомогою нового оптичного пристрою інженери можуть точно налаштувати колір світла Квітня 23rd, 2021

Синтетичний желатиноподібний матеріал імітує розтягнутість і міцність лобстера на нижній частині живота: структура мембрани може надати план надійних штучних тканин Квітня 23rd, 2021

Молекулярний зонд, що швидко змінює колір, відчуває, коли матеріал ось-ось вийде з ладу Березень 25th, 2021

Створення міцних 3D-наноматеріалів з ДНК: інженери Columbia використовують ДНК-нанотехнології для створення високоеластичних синтетичних матеріалів на основі наночастинок, які можна обробляти звичайними методами нанофабрикації Березень 19th, 2021

Гранти/Спонсоровані дослідження/Нагороди/Стипендії/Подарунки/Конкурси/Відзнаки/Рекорди

Контроль утворення бульбашок на електродах: дослідження показало, що змочуваність пористих поверхонь електродів є ключовою для створення ефективних систем розщеплення води або вуглецю. Березень 26th, 2021

Створення міцних 3D-наноматеріалів з ДНК: інженери Columbia використовують ДНК-нанотехнології для створення високоеластичних синтетичних матеріалів на основі наночастинок, які можна обробляти звичайними методами нанофабрикації Березень 19th, 2021

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

Дослідники покращують ефективність матеріалу сонячних батарей наступного покоління: зменшення внутрішніх втрат може відкрити шлях до недорогих фотоелектричних пристроїв на основі перовскіту, які відповідають потужності кремнієвих елементів Лютий 26th, 2021

Звіт CEA-Leti & Dolphin Design Прорив FD-SOI, який підвищує робочу частоту на 450% і зменшує енергоспоживання на 30%: спільний папір, представлений на ISSCC 2021, показує, як нова техніка адаптивного зворотного зміщення долає обмеження інтеграції в дизайні мікросхем F Лютий 23rd, 2021

Джерело: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56659

Часова мітка:

Більше від Нанотехнології зараз