Síntesis, caracterización y funcionalización de híbridos Au / CdS y Au / ZnS Core / Shell nanopartículas

Resumen

Se realiza la síntesis de nanopartículas de oro uniformes recubiertas con cubiertas semiconductoras de CdS o ZnS. El recubrimiento semiconductor se lleva a cabo depositando primero una capa de sulfuro de plata e intercambiando los cationes de plata por cationes de zinc o cadmio.

Resumen

nanopartículas plasmónicas son un material atractivo para aplicaciones de recolección de luz debido a su superficie fácilmente modificado, área de superficie alta y grandes coeficientes de extinción que puede ser sintonizada a través del espectro visible. La investigación en la mejora plasmónica de las transiciones ópticas se ha convertido en popular, debido a la posibilidad de alterar y en algunos casos la mejora de las propiedades foto-absorción o emisión de cromóforos cercanos como tintes moleculares o puntos cuánticos. El campo eléctrico de la pareja puede plasmón con el dipolo de excitación de un cromóforo, perturbando los estados electrónicos implicados en la transición y que conducen a un aumento de las tasas de absorción y de emisión. Estas mejoras también se pueden negar a corta distancia por el mecanismo de transferencia de energía, por lo que la disposición espacial de las dos especies críticas. En última instancia, la mejora de la eficiencia de recolección de luz en las células solares plasmónicas podría conducir a más delgado y, por lo tanto, los dispositivos de menor costo. el sarrolloento de partículas de núcleo / carcasa híbridos podría ofrecer una solución a este problema. La adición de un espaciador dieléctrico entre un nanopartículas de oro y un cromóforo es el método propuesto para controlar la fuerza de acoplamiento de plasmón excitón y por lo tanto equilibrar las pérdidas con las ganancias plasmónicas. Un procedimiento detallado para el recubrimiento de nanopartículas de oro con CdS y conchas de semiconductores ZnS se presenta. Las nanopartículas muestran una alta uniformidad con el control del tamaño de las partículas de oro ambas centrales y las especies de concha que permiten una investigación más precisa en la mejora plasmónica de cromóforos externos.

Introducción

Oro y plata nanopartículas tienen potencial para futuros avances tecnológicos en una variedad de aplicaciones, incluyendo la fotónica, ¹ fotovoltaica, ² catálisis, ³ química / detección biológica, ⁴ imágenes biológicas, ⁵ y la terapia fotodinámica. ⁶ Bajo la excitación visible, los electrones de la superficie puede oscilar de formar una resonancia conocida como una resonancia de plasmón de superficie localizada (SPR), que puede ser utilizado para concentrar la radiación incidente en el espectro visible. Recientemente, las nanopartículas de metales nobles se han combinado con semiconductores magnéticos ....

Protocolo

1. Síntesis de nanopartículas de oro

1. Se pesa la sal de oro en la guantera y añadir a un vial limpiado previamente con agua regia antes de diluir con agua en un matraz aforado. Preparar un cloruro mM Gold 1 (III) trihidrato (393,83 g / mol) en 100 ml de agua para la solución de oro stock.
2. Pesar 3,2 g CTAC sólido (320 g / mol) y el calor, en 25 ml de agua, a aproximadamente 60 ° C para la disolución. Enfriar a temperatura ambiente y diluir la mezcla con a 50 ml con agua en un matraz aforado para preparar un cloruro de 0,2 M cetil trimetil amonio (CTAC).
3. Mezclar 20 ml de solución de oro 1 mM y 20 ml de solución 0,2 M CTAC dentro de un matr....

Resultados

Espectros de absorbancia normalizada de nanopartículas de oro con tres surfactantes diferentes se muestran en la Figura 1. Los agentes tensioactivos utilizados son, trimetil tetradecilo cloruro de oleilamina amonio (TTAC), y cloruro de cetil trimetil. CTAC y TTAC tensioactivos muestran banda de absorción de resonancia de plasmones más estrecho.

La cantidad de agente reductor no sólo afecta a la FWHM pero la po.......

Discusión

Las nanopartículas de oro

Con el fin de garantizar nanopartículas de núcleo y corteza de alta calidad, una muestra monodispersa de nanopartículas de oro primero debe ser sintetizado como una plantilla. ^28,29,30 Hemos modificado la síntesis de nanopartículas de oro para producir de cadena larga terciaria nanopartículas aminas de casquillo en lugar de oleilamina-capsulado nanopartículas. nanopartículas oleilamina-capsulado muestran una resonancia de plasmón más bien estrecha, indica.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
MilliQ	Water Millipore	Sistema de purificación de agua Millipore	en todos los experimentos se utilizó agua con 18 MΩ resistividad El
cloruro de oro (II) trihidrato Sigma	Aldrich	520918	utilizado como precursor de oro para la síntesis de nanopartículas
Cloruro de cetilo trimetil amonio (CTAC)	TCI America	H0082	utilizado como tensioactivo para nanopartículas de oro
Borano terc-butil amina	Sigma Aldrich 180211		utiliza como agente reductor para nanopartículas de oro
Nitrato de plata	Sigma Aldrich	204390	utilizado como fuente de plata para la aplicación de cáscara
Ácido ascórbico	Sigma Aldrich	A0278	utilizado como agente reductor para la aplicación de cáscara
plata Azufre en polvo	Acros	199930500	utiliza como fuente de azufre para la conversión de cáscara de sulfuro de plata
Oleylamina	Sigma Aldrich	O7805	utilizada como tensioactivo para la conversión de cáscara de sulfuro de plata
Oleylamina	Sigma Aldrich	364525	utilizada como tensioactivo para la conversión de cáscara de sulfuro de
plata nitrato de cadmio tetrahidratado	Sigma Aldrich	642405	utilizado como fuente de cadmio para el intercambio catiónico
nitrato de zinc hexahidratado	Fisher Scientific	Z45	utilizado como fuente de zinc para el intercambio catiónico
Ácido 11-Mercaptoundecanoico	Sigma Aldrich	450561	utilizado como ligando soluble en agua durante el intercambio de ligandos
Ácido 3,4-diaminobenzoico	Sigma Aldrich	D12600	utilizado como ligando soluble en agua durante el intercambio de ligandos
espectrofotómetro de absorción UV-Vis	Cary	50 Bio	utilizado para monitorear el espectro de absorción de soluciones
JEOL TEM 2100	JEOL	2100	utilizado para analizar el tamaño de las nanopartículas sintetizadas. Las rejillas TEM se compraron al
espectrofotómetro FTIR	Perkin Elmer	Spec 100	que se utiliza para monitorear la composición química de la superficie de nanopartículas después del intercambio de ligandos.