Typowe dla jednowymiarowych nanomateriałów, nanodruty posiadają zarówno właściwości związane z masą, jak i unikalne właściwości wynikające z efektów kwantowych struktury nanoskalowej. Jako pomost między materiałami w skali nano a materiałami na skalę masową, są one szeroko stosowane w różnych dziedzinach katalizy, czujników, urządzeń nanoelektronicznych itp. 1,2,3.
Jednak synteza nanodrutów od dawna jest wielkim wyzwaniem, ponieważ zazwyczaj wymaga złamania wewnętrznej symetrii kryształów. Tradycyjnie do regulacji osadzania materiałów stosuje się szablon. Na przykład, elektrodepozycja szablonowa została wykorzystana do tworzenia różnych typów nanodrutów, takich jak nanodruty Ag i nanodruty CdS4,5,6,7,8,9,10. Innym powszechnym podejściem jest wzrost para-ciecz-ciało stałe (VLS), który wykorzystuje stopiony katalizator do indukowania anizotropowego wzrostu na podłożu w podwyższonej temperaturze11. Powszechnymi strategiami syntezy nanodrutów metalowych są metody poliolowe dla nanodrutów Ag i ultracienkich nanodrutów Au wspomaganych oleiloaminą12,13,14,15. Oba podejścia są specyficzne dla materiału, a parametry nanodrutów nie są łatwo dostrajane podczas syntezy. Ponadto nanodruty metalowe mogą być również formowane metodą sterowaną ciśnieniem, w której zmontowane nanocząstki metalu są mechanicznie ściskane i łączone w nanodruty16,17,18.
Ostatnio informowaliśmy o charakterystycznej metodzie syntezy nanoprzewodów Au19. Z pomocą tiolowanego liganda drobnocząsteczkowego, nanodruty mogą rosnąć i tworzyć pionowo wyrównany układ na podłożu płytki krzemowej w warunkach otoczenia. Stwierdzono, że ligandy odgrywają ważną rolę we wzroście łamiącym symetrię. Silnie wiąże się z powierzchnią nasion Au zaadsorbowanych przez substrat, zmuszając Au do selektywnego osadzania się na granicy faz między nasionami a substratem z niedoborem ligandu. Granica faz między nowo zdeponowanym Au a substratem pozostaje uboga w ligand, dlatego powierzchnia czynna istnieje przez cały wzrost. Dostrajając stężenie liganda, rodzaj i stężenie nasion, a także kilka innych parametrów, można zsyntetyzować szereg nanostruktur opartych na nanodrutach Au.
W tej pracy przedstawimy szczegółowy protokół dla tej wygodnej syntezy nanodrutów Au. Przedstawiono również syntezę pochodną, w tym syntezę nanodrutów Au o hydrofobowych właściwościach powierzchniowych, nanodrutów Au na innych podłożach, stożkowych nanodrutów Au przez zmieszanie dwóch ligandów oraz nanostruktur Au na bazie nanodrutów powstałych w wyniku dostrojenia warunków wzrostu.