อนุภาคนาโนรูปแบบ supercrystals ภายใต้ความกดดัน

Anonim

การประกอบตัวเองและการตกผลึกของอนุภาคนาโน (NPs) โดยทั่วไปเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนขึ้นอยู่กับการระเหยหรือการตกตะกอนของโครงสร้าง NP-building การได้รับ supercrystals ที่มีคุณภาพสูงช้าขึ้นอยู่กับการขึ้นรูปและรักษาสภาวะตกผลึกแบบเป็นเนื้อเดียวกัน การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้ใช้ความกดดันที่ใช้เป็นวิธีการที่เป็นเนื้อเดียวกันเพื่อกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างต่างๆและการเปลี่ยนเฟสในชุดอุปกรณ์นาโนที่สั่งซื้อล่วงหน้า ตอนนี้ในงานที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน วารสาร Physical Chemistry Letters ทีมนักวิจัยชาวเยอรมันที่กำลังศึกษาแนวทางการแก้ปัญหาของอนุภาคนาโนทองที่เคลือบด้วยแกนด์ poly (ethylene glycol) - (PEG-based) ได้ค้นพบว่า supercrystals สามารถเกิดขึ้นเพื่อก่อตัวได้อย่างรวดเร็วภายใน ระงับทั้งหมด

ในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมามีความสนใจในการก่อตัว supercrystals ของอนุภาคนาโนซึ่งสามารถแสดงคุณสมบัติที่ยืดหยุ่นได้และแตกต่างจากส่วนที่เป็นส่วนประกอบและมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆเช่นเลนส์อิเล็กทรอนิกส์, และแพลตฟอร์มเซ็นเซอร์ ขณะที่การก่อตัว supercrystals ที่มีคุณภาพเป็นกระบวนการที่ช้าและซับซ้อนการวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าการกดดันอาจทำให้อนุภาคนาโนทองคำสามารถสร้าง supercrystals ได้ ดร. มาร์ตินชโรเออร์และทีมงานของเขาได้ทำการทดลองเพื่อตรวจสอบผลกระทบของความดันที่แตกต่างกับอนุภาคนาโนทองคำในสารละลายที่เป็นของเหลวที่มีต่อความสามารถในการละลายของอนุภาคนาโนทองคำ (AuNP) ที่เคลือบด้วยแกนด์ที่ทำจาก PEG. พวกเขาได้สังเกตการณ์ที่ไม่คาดคิดเมื่อเติมเกลือลงในสารละลายแล้วอนุภาคนาโนจะตกผลึกที่ความดันบางอย่าง แผนภาพเฟสมีความละเอียดอ่อนมากและการตกผลึกสามารถปรับแต่งได้โดยการเปลี่ยนประเภทของเกลือที่เพิ่มเข้าไปและความเข้มข้นของมัน

ทีมวิจัยใช้เครื่องเอกซเรย์การแผ่รังสีเอกซ์มุมเล็ก (SAXS) ใน beamline I22 เพื่อศึกษาการตกผลึกในแหล่งกำเนิดด้วยเกลือคลอร์คลอร์ที่แตกต่างกัน (NaCl, KCl, RbCl, CsCl) ดร. ชโรเออร์อธิบายว่า "

I22 เป็นหนึ่งในไม่กี่ลำแสงที่นำเสนอสภาวะแวดล้อมที่มีแรงดันสูงและเป็นเรื่องผิดปกติเพราะการตั้งค่าทดลองนั้นได้รับการจัดการโดยผู้ใช้เอง พนักงานสายการบินมีความยอดเยี่ยมและเรารู้สึกเป็นเกียรติอย่างยิ่งต่อความเชี่ยวชาญด้านการประมวลผลข้อมูลซึ่งเป็นสิ่งล้ำค่า "

แผนภาพแสดงสมรรถนะของความดันและความเค้นแสดงให้เห็นว่าการตกผลึกเป็นผลมาจากผลรวมของเกลือและความดันต่อการเคลือบ PEG การเกิด Supercrystal เกิดขึ้นเฉพาะที่ความเข้มข้นของเกลือสูงและสามารถย้อนกลับได้ การเพิ่มความเข้มข้นของเกลือทำให้ความดันตกผลึกลดลงอย่างต่อเนื่องในขณะที่โครงสร้างตาข่ายและระดับความเป็นผลึกขึ้นอยู่กับชนิดและความเข้มข้นของเกลือ

เมื่อถึงแรงกดตกผลึก supercrystals ฟอร์มภายในระงับทั้ง; การบีบอัดของเหลวผลต่อไปในการเปลี่ยนแปลงของค่าคงที่ขัดแตะ แต่ไม่มีการตกผลึกหรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง เทคนิคนี้ควรใช้กับ nanomaterials และการศึกษาในอนาคตอาจเปิดเผยข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการสร้าง supercrystal ซึ่งจะช่วยในการทำความเข้าใจกระบวนการตกผลึกและช่วยให้สามารถพัฒนาวิธีการใหม่และรวดเร็วสำหรับการสังเคราะห์ supercrystals NP ได้

การตกผลึก NP ดูเหมือนจะเกิดขึ้นทันที แต่ในการทดลองชุดนี้มีความล่าช้าประมาณ 30 วินาทีระหว่างการใช้ความดันและการวัด SAXS ดร. ชโรเออร์และทีมงานของเขากำลังจะกลับมาที่ Diamond ในปลายปีนี้เพื่อดำเนินการศึกษาที่ได้รับการแก้ไขแล้วเพื่อสืบสวนปรากฏการณ์นี้ต่อไป

menu
menu