활성 표면 성장 메커니즘을 통해 기판 바인딩된 Au 나노 와이어의 합성

요약

우리 보고 기판 바인딩된 Au 나노 와이어를 합성 하는 솔루션 기반 방법. 합성 하는 동안 사용 되는 분자 ligands를 조정 하 여 다른 표면 특성을 가진 다양 한 기판에서 Au 나노 와이어를 성장 수 있다. Au 나노와이어 기반 nanostructures 또한 반응 매개 변수를 조정 하 여 합성 될 수 있습니다.

초록

합성 기능 발전 nanoscience의 나노기술 개발에 대 한 중요 하다. 나노 와이어의 합성은 언제나 도전, 그것은 대칭 결정의 비대칭 성장을 필요로. 여기, 우리는 독특한 합성 기질 바인딩 Au 나노 와이어의 보고합니다. 이 서식 파일-무료 합성 thiolated ligands 및 주변 환경에 솔루션에서 Au의 연속 비대칭 증 착을 달성 하기 위해 기판 흡착을 사용 합니다. Au 증 착만 Au 씨와 기판 사이의 인터페이스에서 발생 합니다 그래서 thiolated ligand의 씨앗, 노출된 표면에 Au 증 착 방지. 새로 입금된 Au 나노 와이어의 측면은 즉시 아래쪽 기판에 직면 ligand와 Au 증 착의 다음 라운드에 대 한 활성 상태로 남아 있는 동안 thiolated ligand를 덮여. 추가이 Au 나노와이어 성장 다양 한 기판에 유도 될 수 있다 및 다른 thiolated ligands는 나노 와이어의 표면 화학을 조절 하기 위해 사용할 수 있습니다 설명 합니다. 나노 와이어의 직경 또한 혼합된 ligands, 다른 "나쁜" ligand 측면 성장에 회전 수를 제어할 수 있습니다. 메커니즘의 이해, Au 나노와이어 기반 nanostructures 설계 고 합성 될 수 있습니다.

서론

전형적인 1 차원 나노 소재, 나노 와이어 대량 관련 속성 및 나노 구조의 양자 효과에서 유래 하는 독특한 속성 보유. 나노와 대량 규모 재료 사이의 다리, 그들은 널리 적용 되었을 촉매, 나노 감지, 장치, 등등의 다양 한 분야에서. ^{1 , 2 , 3}.

그러나, 나노 와이어의 합성은 오랫동안 큰 도전, 그것은 보통 결정에서 본질적인 대칭을 깨는 필요로. 전통적으로, 재료의 증 착을 규제 하는 서식 파일 채택 된다. 예를 들어, 템플릿 electrodeposition Ag 나노 와이어 및 Cd 나노 와이어^{4,,56,7,8,9 같은 나노 와이어의 다양 한 종류의 형성에 대 한 사용 되었습니다. ,}

프로토콜

주의: 상세한 취급 및 저장 지침에 대 한 화학 물질의 물질 안전 데이터 시트 (MSDS) 확인 하십시오. 제발 조심, 나노 재료를 처리 하는 동안 알 수 없는 위험이 있을 수 있습니다. 증기 두건에서 실험을 수행 하 고 적절 한 개인 보호 장비를 착용 하십시오.

1입니다. 씨앗 나노 입자의 합성

참고: 나노 합성 중 조 nucleation에 의해 발생 하는 오류를 방지 하려면 워시 아쿠아 레 지아 와 합성 하 고 물으로 깨끗이 린스에 사용 되는 유리 및 저 어 바.

1. 3-5 nm Au 나노 입자의 합성
   1. 수소 (III) tetrachloroaurate (HAuCl₄) 솔루션 10 mg HAuCl₄∙3H₂O 이온화의 1 mL에 용 해 하 여로 준비 물 (디) 4 mL 유리병. HAuCl₄ 솔루션의 0.197 mL 50 mL 둥근 바닥 플라스 크에 플라스틱.
   2. HAuCl₄ 솔루션을 희석 하기 위해 플라스 크를 디 물 19.7 mL를 추가 합니다.
   3. 10 밀리 그램의 나트륨 시트르산 1% 나트륨 시트르산 재고 솔루션을 준....

결과

Au 나노 씨앗, 기판 바인딩된 Au 나노 와이어 및 Au 파생 nanostructures 나노와이어 기반 특징 SEM. 그림 1 3-5 nm Au 나노 입자, 15의 대표적인 SEM 이미지를 보여줍니다 Au 나노 입자 및 40 nm Au 나노 확인 하는 그들의 크기, 흡착 및 유통 Si 웨이퍼 흡착. Si 웨이퍼 기판에 각각 씨에서 성장 하는 Au 나노 와이어도 되 게 됩니다. 전형적인 Au 나노 와이어 기판 이외에 웨이퍼 기판, 즉, 유리 기판, 등의 대표 SEM 이미지. 그림 2에 표시 됩니다. 다양 한 ligands와 두꺼워 나노 와이어의 대표적인 SEM 이미지 합성 하 고 혼합된 ligands는 그림 3에 표시 됩니다. Nanoflower 구조와 단편 나노 와이어의 대표적.......

토론

이 거 활성 표면 성장 나노와이어 합성의 메커니즘 이전 작품¹⁹에서 포괄적으로 논의 되었습니다. 또한, 종자 크기와 종류의 효과 뿐만 아니라 ligand 종류와 크기의 효과 있다 조사^20,21. 일반적으로. 나노와이어 성장 이전 보고 노선에서 매우 다르다. 템플릿이 없는 필수, 이며, 비대칭 성장 ligand 출장 Au 표면 및 기질을 직면 하 고 Au 표면 사이의 차이점에 의해 유도 된다. 이후 새로 입금된 Au 표면은 항상 신선 하 고 리간드 불충분 한 활성 표면 전체 성장 과정을 통해 활성 남아 있습니다. 여기 우리는 수행이 합성 실험 작업에 우리의 논의 집중 것. 반응이 일어난 주위 조건; 그럼에도 불구 하 고, 몇 가지 포인트는 여전히 이러한 nanostructures 합성에서 더 나은 제어에 대 한 강조 해야 합니다.

Au.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
구연산 삼 나트륨 이수화물	Alfa Aesar	LoT : 5008F14U
수소화 붕	Fluka	LoT : STBG0330V	NaBH4
수소 테트라 클로로 아우레이트 (III) 삼수화물	Alfa Aesar	LoT : T19C006	HAuCl4
3- 아미노 프로필 트리에 톡시 실란	J & K Scientific	LoT: LT20Q102	APTES
L-아스코르브산	시그마-알드리치	LoT: SLBL9227V
4-메르캅토벤조산	시그마-알드리치	LoT: MKBV5048V	4-MBA
2-나프탈렌티올	시그마-알드리치	LoT: BCBP4238V	2-NpSH
4-메르캅토페닐아세트산	알파 에자르	LoT: 10199160	4-MPAA
3-메르캅토벤조산	알라딘	LoT: G1213027	3-MBA
3- 메르캅토프로피온산	알라딘	LoT: E1618095	3-MPA
절대 에탄올	시노팜 화학 시약	20170802
실리콘 웨이퍼	Zhe Jiang lijing	P	Si
주사 전자 현미경	Quanta FEG 250		SEM
원심분리기	Eppendorf	5424
초음파 세척기	Kun Shan hechuang
초순수 시스템	NanJing qianyan	UP6682-10-11	탈 이온수
즈마 클리너	Harrick Plasma	PDC-002	산소 플라즈마

소 나트륨 플라