Name: Synteza, charakterystyka i funkcjonalizacja hybrydowych nanocząstek rdzenia/powłoki Au/CdS i Au/ZnS (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 19 s
Description: Poznaj syntezę nanocząstek Au/CdS i Au/ZnS metodą czteroetapowej wymiany kationów. Technika umożliwia precyzyjną kontrolę grubości powłoki półprzewodnikowej dla zastosowań w systemach optoelektronicznych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ten materiał jest oparty na pracy wspieranej przez National Science Foundation w ramach CHE - 1352507.

1. Synteza nanocząstek złota
<ol>
	<li>Zważyć sól złota w schowku na rękawiczki i dodać do fiolki uprzednio oczyszczonej wodą królewską, a następnie rozcieńczyć wodą w kolbie miarowej. Przygotować 1 mM trójwodnego chlorku złota (III) (393,83 g/mol) w 100 ml wody jako roztwór podstawowy złota.</li>
	<li>Odważyć 3,2 g stałego CTAC (320 g/mol) i podgrzać w 25 ml wody do około 60 °C w celu rozpuszczenia. Schłodzić do temperatury pokojowej i rozcieńczyć mieszaninę do 50 ml wodą w kolbie miarowej w celu przygotowania 0,2 M chlorku cetylotrimetyloamoniowego (CTAC).</li>
	<li>Zmieszać 20 ml 1 mM roztworu złota i 20 ml 0,2 M roztworu CTAC w okrągłodennej kolbie wrzącej i umieścić w łaźni olejowej ustawionej na 60 °C. Pozostawić do wymieszania na 10 minut.</li>
	<li>Dodać 1,7 mg (stosunek molowy 1:1) stałej tert-butyloaminy boranu (86,97 g/mol) do roztworu złota/CTAC i mieszać przez 30 min. 
	Uwaga: Roztwór powinien zmienić kolor na ciemnoczerwony. Otrzymany roztwór ma stężenie cząstek złota około 5 μM i może być przechowywany przez wiele miesięcy lub natychmiast wykorzystany do następnej fazy reakcji.</li>
</ol>
2. Powłoka srebrna
<ol>
	<li>Użyj precyzyjnych ilości odczynników, aby pokryć nanocząstki srebrną powłoką. Powłoka zapewni szablon dla rozmiaru i kształtu powłoki półprzewodnikowej. Precyzyjne ilości odczynników pomogą również zapobiec zarodkowaniu cząsteczek srebra.</li>
	<li>Najpierw oblicz objętość rdzenia w cm3 i przelicz na masę na cząstkę, korzystając z gęstości złota. Na przykład, aby obliczyć objętość rdzenia, załóżmy, że kulista nanocząstka o średnicy 15 nm daje objętość 1767,15 nm3, a następnie przelicz na cm3 (1,77 x 10-18 cm3). Pomnóż objętość przez gęstość złota (19,3 cm3), aby obliczyć masę na cząstkę (3,41 x 1017).
	<ol>
		<li>Używając 10 ml roztworu nanocząstek złota o stężeniu 5,3 μM, obecne jest 5,30 x 10-8 moli cząstek. Pomnóż przez masę molową, aby obliczyć masę złota obecnego w roztworze (1,04 x 10-5 g). Podziel masę złota w roztworze przez masę na cząstkę, aby znaleźć liczbę obecnych cząstek złota (3,06 x 1011).</li>
		<li>Oblicz objętość nanocząstek o grubości powłoki 5 nm w cm3 (8,18 x 1018 cm3) i odejmij ją od objętości nanocząstki rdzenia (1,77 x 10-18 cm3), aby określić objętość powłoki (6,41 x 10-18). Przelicz tę objętość na masę srebra, mnożąc przez liczbę cząsteczek złota i gęstość srebra (2,33 x 10-4). W pracy zostaną wykorzystane grubości powłoki w zakresie 1-10 nm. </li>
		<li>Przelicz masę srebra na mole srebra potrzebne do uzyskania promienia powłoki 5 nm (2,33 x 10-4). Na podstawie tej wartości obliczyć objętość 4,0 mM roztworu azotanu srebra (540 μl) potrzebną do ilości złota użytego w roztworze wyjściowym (10 ml).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotować 4,0 mM roztwór AgNO3 (169,87 g/mol) w 5 ml wody. W kąpieli olejowej o temperaturze 70 °C wymieszaj 10 ml podstawowych nanocząstek złota z kwasem askorbinowym, aby uzyskać roztwór o stężeniu 20 mM.</li>
	<li>Dodawać kroplami roztwór srebra do roztworu złota i kwasu askorbinowego i pozostawić reakcję do mieszania przez 2 godziny 
	Uwaga: W trakcie reakcji reakcja zmieni kolor z jasnopomarańczowego (cieńsza powłoka) na ciemnopomarańczowy (grubsza powłoka).</li>
	<li>Odwirować nanocząstki o stężeniu 21 130 x g przez 10 minut i ponownie rozproszyć w czystej wodzie. Zdekantować supernatant z granulowanych nanocząstek, aby pomóc w usunięciu nagich nanocząstek złota lub nanocząstek srebra, które mogły powstać.</li>
</ol>
3. Konwersja powłoki na siarczek srebra
<ol>
	<li>Zważyć siarkę elementarną w stosunku molowym 200:1 do srebra użytego w poprzednim etapie eksperymentu. Na 10 ml cząstek otoczki rdzenia Au/Ag i otoczki o długości 5 nm rozpuścić 3 ml oleylaminy i 1,5 ml kwasu oleinowego w 10 ml toluenu.
	<ol>
		<li>Zagęścić koloidy srebra przez odwirowanie przy 21,130 x g przez 10 minut i rozprowadzić w 1 ml wody. 
		Uwaga: Ten krok pomaga zwiększyć wydajność ekstrakcji z warstwy wodnej do warstwy organicznej po utworzeniu srebrnej skorupy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dodawać koloidy kroplami do roztworu siarki mieszając przez 1 godz. 
	Uwaga: Roztwór zmieni kolor na ciemnoniebieski (cieńsze skorupy) na fioletowy (grubsze skorupy) w miarę zakończenia siarkowania.</li>
	<li>Odwirować roztwór koloidalny o stężeniu 4 000 x g przez 10 minut po wymieszaniu reakcji przez 2 godziny w celu usunięcia wody i nieprzereagowanej siarki z roztworu. W razie potrzeby ponownie zdyspergować nanocząstki w czystym toluenie za pomocą sonikacji.
	<ol>
		<li>Sonikować nanocząstki w kąpieli sonikatora przez 30 sekund do 1 minuty w celu rozproszenia się w toluenie. 
		Uwaga: Nadmiar oleiloaminy lub kwasu oleinowego może wypaść z roztworu i można go usunąć po tym kroku poprzez dekantację roztworu z białego ciała stałego.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Wymiana kationów
<ol>
	<li>Wytwarzać prekursor metalu, rozpuszczając azotan metalu w 1 ml metanolu, aby uzyskać 0,2 M roztwór Cd(NO3) lub Zn(NO3). 
	Uwaga: Roztwór 0,8 M może być użyty do grubszych powłok w celu zmniejszenia ilości metanolu w roztworze.
	<ol>
		<li>Wymieszać roztwór metalu z nanocząstkami pokrytymi siarczkiem srebra w stosunku molowym 1:1 ze srebrem. Podgrzać do 50 °C w przypadku powłoki kadmowej i 65 °C w przypadku powłok cynkowych w atmosferze azotu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dodać fosforowodór tributylu w stosunku molowym 500:1 do prekursora metalu. Czas reakcji wynosi 2 godziny dla kadmu i 20 godzin dla.</li>
	<li>Oczyszczać przez odwirowanie przy 21 130 x g przez 10 minut w celu usunięcia wszelkich wyizolowanych nanocząstek CdS lub ZnS, które mogły powstać. Zdyspergować granulowane nanocząstki w czystym rozpuszczalniku niepolarnym, takim jak heksany, toluen lub chloroform.</li>
</ol>
5. Wymiana ligandów z Oleylamine
<ol>
	<li>Wymieszaj roztwór nanocząstek z 1,5-krotnym stosunkiem objętości etanolu do roztworu koloidalnego w toluenie w probówce wirówkowej. Wirować przy 4 000 x g przez 10 minut, aby granulować nanocząstki.</li>
	<li>Umyj nanocząstki etanolem i ponownie odwiruj, aby zebrać cząstki stałe. 
	Uwaga: Cząstki mogą być przechowywane na tym etapie, ale usunięcie etanolu jest konieczne, aby zapobiec agregacji.</li>
	<li>Zwiąż ligandy z nukleofilową grupą wiążącą z powierzchnią poprzez niezwiązane miejsca kationowe na powłoce. Kwas 11-merkaptoundekanowy i kwas 3,4-diaminobenzoesowy są odpowiednimi cząsteczkami, które pozostawiają nanocząstki rozpuszczalne w wodzie.
	<ol>
		<li>Zdyspergować nanocząstki w roztworze liganda w dużym nadmiarze, o stężeniu około 10 razy wyższym niż natywne cząsteczki oleinianu. Mieszaj cząstki w temperaturze pokojowej przez noc, aby umożliwić przemieszczenie wszelkich pozostałych cząsteczek oleinianu.</li>
		<li>Odwirować roztwór o stężeniu 4 000 x g przez 10 minut. Przepłukać granulowane cząstki metanolem i ponownie odwirować przy 4 000 x g przez 10 minut, aby zebrać stałe nanocząstki.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Pyayt, A. L., Wiley, B., Xia, Y., Chen, A., Dalton, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integration+of+photonic+and+silver+nanowire+plasmonic+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+nanotechology%22%5BJournal%5D)">Integration of photonic and silver nanowire plasmonic waveguides.</a> Nature nanotechology. 3, 660-665 (2008).</li>
<li>Chuang, M. -K., Lin, S. -W., Chen, F. -C., Chu, C. -W., Hsu, C. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoparticle-decorated+graphene+oxides+for+plasmonic-enhanced+polymer+photovoltaic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Gold nanoparticle-decorated graphene oxides for plasmonic-enhanced polymer photovoltaic devices.</a> Nanoscale. 6, 1573-1579 (2014).</li>
<li>Ide, M. S., Davis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Important+Role+of+Hydroxyl+on+Oxidation+Catalysis+by+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+chemical+research%22%5BJournal%5D)">The Important Role of Hydroxyl on Oxidation Catalysis by Gold Nanoparticles.</a> Accounts of chemical research. , (2013).</li>
<li>Saha, K., Agasti, S. S., Kim, C., Li, X., Rotello, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+Nanoparticles+in+Chemical+and+Biological+Sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Gold Nanoparticles in Chemical and Biological Sensing.</a> Chemical Reviews. 112, 2739-2779 (2012).</li>
<li>Wang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computed+tomography+imaging+of+cancer+cells+using+acetylated+dendrimer-entrapped+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Computed tomography imaging of cancer cells using acetylated dendrimer-entrapped gold nanoparticles.</a> Biomaterials. 32, 2979-2988 (2011).</li>
<li>Huang, X., Jain, P. K., El-Sayed, I. H., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+photothermal+therapy+%28PPTT%29+using+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+in+medical+science%22%5BJournal%5D)">Plasmonic photothermal therapy (PPTT) using gold nanoparticles.</a> Lasers in medical science. 23, 217-228 (2008).</li>
<li>Costi, R., Saunders, A. E., Banin, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+hybrid+nanostructures%3A+a+new+type+of+functional+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Colloidal hybrid nanostructures: a new type of functional materials.</a> Angewandte Chemie International Edition. 49, 4878-4897 (2010).</li>
<li>Xu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-Field+Enhanced+Plasmonic-Magnetic+Bifunctional+Nanotubes+for+Single+Cell+Bioanalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Near-Field Enhanced Plasmonic-Magnetic Bifunctional Nanotubes for Single Cell Bioanalysis.</a> Advanced Functional Materials. 23, 4332-4338 (2013).</li>
<li>Zhang, J., Tang, Y., Lee, K., Ouyang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonepitaxial+growth+of+hybrid+core-shell+nanostructures+with+large+lattice+mismatches%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Nonepitaxial growth of hybrid core-shell nanostructures with large lattice mismatches.</a> Science. 327, 1634-1638 (2010).</li>
<li>Sun, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+the+Multiple+Roles+of+Polyvinylpyrrolidone+for+a+General+Methodology+of+Oxide+Encapsulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Investigating the Multiple Roles of Polyvinylpyrrolidone for a General Methodology of Oxide Encapsulation.</a> Journal of the American Chemical Society. 135, 9099-9110 (2013).</li>
<li>Khatua, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resonant+Plasmonic+Enhancement+of+Single-Molecule+Fluorescence+by+Individual+Gold+Nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Resonant Plasmonic Enhancement of Single-Molecule Fluorescence by Individual Gold Nanorods.</a> ACS Nano. 8, 4440-4449 (2014).</li>
<li>Lakowicz, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-controlled+fluorescence%3A+a+new+paradigm+in+fluorescence+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Plasmon-controlled fluorescence: a new paradigm in fluorescence spectroscopy.</a> Analyst. 133, 1308-1346 (2008).</li>
<li>Tam, F., Goodrich, G. P., Johnson, B. R., Halas, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+enhancement+of+molecular+fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Plasmonic enhancement of molecular fluorescence.</a> Nano Letters. 7, 496-501 (2007).</li>
<li>Achermann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exciton-Plasmon+Interactions+in+Metal-Semiconductor+Nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Exciton-Plasmon Interactions in Metal-Semiconductor Nanostructures.</a> The Journal of Physical Chemistry Letters. 1, 2837-2843 (2010).</li>
<li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+and+Theoretical+Investigation+of+the+Distance+Dependence+of+Localized+Surface+Plasmon+Coupled+F%C3%B6rster+Resonance+Energy+Transfer%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Experimental and Theoretical Investigation of the Distance Dependence of Localized Surface Plasmon Coupled Förster Resonance Energy Transfer.</a> ACS Nano. 8, 1273-1283 (2014).</li>
<li>Kamat, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantum+Dot+Solar+Cells.+Semiconductor+Nanocrystals+as+Light+Harvesters%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Quantum Dot Solar Cells. Semiconductor Nanocrystals as Light Harvesters.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 112, 18737-18753 (2008).</li>
<li>Nagraj, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+sensing+of+vapors+of+similar+dielectric+constants+using+peptide-capped+gold+nanoparticles+on+individual+multivariable+transducers%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Selective sensing of vapors of similar dielectric constants using peptide-capped gold nanoparticles on individual multivariable transducers.</a> Analyst. 138, 4334-4339 (2013).</li>
<li>Nossier, A. I., Eissa, S., Ismail, M. F., Hamdy, M. A., Azzazy, H. M. E. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+detection+of+hyaluronidase+in+urine+using+cationic+gold+nanoparticles%3A+A+potential+diagnostic+test+for+bladder+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">Direct detection of hyaluronidase in urine using cationic gold nanoparticles: A potential diagnostic test for bladder cancer.</a> Biosensors and Bioelectronics. 54, 7-14 (2014).</li>
<li>Hou, W., Liu, Z., Pavaskar, P., Hung, W. H., Cronin, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+enhancement+of+photocatalytic+decomposition+of+methyl+orange+under+visible+light%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Catalysis%22%5BJournal%5D)">Plasmonic enhancement of photocatalytic decomposition of methyl orange under visible light.</a> Journal of Catalysis. 277, 149-153 (2011).</li>
<li>Sheehan, S. W., Noh, H., Brudvig, G. W., Cao, H., Schmuttenmaer, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+enhancement+of+dye-sensitized+solar+cells+using+core-shell-shell+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Plasmonic enhancement of dye-sensitized solar cells using core-shell-shell nanostructures.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 117, 927-934 (2013).</li>
<li>Ratchford, D., Shafiei, F., Kim, S., Gray, S. K., Li, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manipulating+Coupling+between+a+Single+Semiconductor+Quantum+Dot+and+Single+Gold+Nanoparticle%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Manipulating Coupling between a Single Semiconductor Quantum Dot and Single Gold Nanoparticle.</a> Nano Letters. 11, 1049-1054 (2011).</li>
<li>Sau, T. K., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-Assembly+Patterns+Formed+upon+Solvent+Evaporation+of+Aqueous+Cetyltrimethylammonium+Bromide-Coated+Gold+Nanoparticles+of+Various+Shapes%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Self-Assembly Patterns Formed upon Solvent Evaporation of Aqueous Cetyltrimethylammonium Bromide-Coated Gold Nanoparticles of Various Shapes.</a> Langmuir. 21, 2923-2929 (2005).</li>
<li>Ma, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Au%40Ag+Core-Shell+Nanocubes+with+Finely+Tuned+and+Well-Controlled+Sizes%2C+Shell+Thicknesses%2C+and+Optical+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Au@Ag Core-Shell Nanocubes with Finely Tuned and Well-Controlled Sizes, Shell Thicknesses, and Optical Properties.</a> ACS Nano. 4, 6725-6734 (2010).</li>
<li>Park, G., Lee, C., Seo, D., Song, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Full-Color+Tuning+of+Surface+Plasmon+Resonance+by+Compositional+Variation+of+Au%40Ag+Core-Shell+Nanocubes+with+Sulfides%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Full-Color Tuning of Surface Plasmon Resonance by Compositional Variation of Au@Ag Core-Shell Nanocubes with Sulfides.</a> Langmuir. 28, 9003-9009 (2012).</li>
<li>Germain, V., Li, J., Ingert, D., Wang, Z. L., Pileni, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stacking+Faults+in+Formation+of+Silver+Nanodisks%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Stacking Faults in Formation of Silver Nanodisks.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 107, 8717-8720 (2003).</li>
<li>Reiss, P., Protière, M., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Core%2FShell+Semiconductor+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Core/Shell Semiconductor Nanocrystals.</a> Small. 5, 154-168 (2009).</li>
<li>Vossmeyer, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CdS+nanoclusters%3A+synthesis%2C+characterization%2C+size+dependent+oscillator+strength%2C+temperature+shift+of+the+excitonic+transition+energy%2C+and+reversible+absorbance+shift%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">CdS nanoclusters: synthesis, characterization, size dependent oscillator strength, temperature shift of the excitonic transition energy, and reversible absorbance shift.</a> The Journal of Physical Chemistry. 98, 7665-7673 (1994).</li>
<li>Shore, M. S., Wang, J., Johnston-Peck, A. C., Oldenburg, A. L., Tracy, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+Au+%28Core%29%2FAg+%28Shell%29+nanoparticles+and+their+conversion+to+AuAg+alloy+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Synthesis of Au (Core)/Ag (Shell) nanoparticles and their conversion to AuAg alloy nanoparticles.</a> Small. 7, 230-234 (2011).</li>
<li>Liu, X., Atwater, M., Wang, J., Huo, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extinction+coefficient+of+gold+nanoparticles+with+different+sizes+and+different+capping+ligands%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Extinction coefficient of gold nanoparticles with different sizes and different capping ligands.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 58, 3-7 (2007).</li>
<li>Lambright, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+Lifetime+of+Excitons+in+Nonepitaxial+Au%2FCdS+Core%2FShell+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Enhanced Lifetime of Excitons in Nonepitaxial Au/CdS Core/Shell Nanocrystals.</a> ACS Nano. 8, 352-361 (2014).</li>
<li>Srnová-Šloufová, I., Lednický, F., Gemperle, A., Gemperlová, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Core-shell+%28Ag%29+Au+bimetallic+nanoparticles%3A+analysis+of+transmission+electron+microscopy+images%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Core-shell (Ag) Au bimetallic nanoparticles: analysis of transmission electron microscopy images.</a> Langmuir. 16, 9928-9935 (2000).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia

Nanocząstki złota
Aby zagwarantować wysoką jakość nanocząstek otoczki rdzenia, najpierw należy zsyntetyzować monodyspersyjną próbkę nanocząstek złota jako matrycę. 28,29,30 Zmodyfikowaliśmy syntezę nanocząstek złota, aby wytworzyć długołańcuchowe trzeciorzędowe nanocząstki pokryte aminami zamiast nanocząstek pokrytych olylaminą. Nanocząstki pokryte oleiloaminą wykazują dość wąski rezonans plazmonowy, co wskazuje na zakres wielkości monodyspersji, ale cząstki zsyntetyzowane przez red...

Nanocząstki złota i srebra mają potencjał dla przyszłych osiągnięć technologicznych w różnych zastosowaniach, w tym w fotonice,1 fotowoltaice,2 katalizie,3 czujnikach chemicznych/biologicznych,4 obrazowaniu biologicznym,5 i terapii fotodynamicznej. 6 Pod wpływem wzbudzenia widzialnego elektrony powierzchniowe mogą oscylować, tworząc rezonans znany jako zlokalizowany powierzchniowy rezonans plazmonowy (SPR), który można wykorzystać do koncentracji padającego promieniowania w widmie widzialnym. Ostatnio nanocząstki metali szlachetnych zostały połączone z nanocząstkami półprzewodnikowymi lub magnetycznymi w celu wytworzenia nanocząstek hybrydowych o zwiększonej i regulowanej funkcjonalności. 7,8 Najnowsza literatura, taka jak badanie przeprowadzone przez Ouyang i wsp. 9 lub Chen i wsp.10, wykazał możliwość syntezy tych cząstek, ale możliwa jest tylko ograniczona kontrola jednorodności gatunków hybrydowych ze względu na rozkład rozmiarów nanocząstek złota i spotęgowana brakiem charakterystyki optycznej w połączeniu z charakterystyką fizyczną na każdym etapie wzrostu. Zamkov i in. wykazali podobną jednorodność w tworzeniu powłoki, ale wykorzystano tylko jedną grubość powłoki o różnych rozmiarach rdzenia, przy czym niektóre powłoki nie były w pełni uformowane wokół nanocząstek. Aby skutecznie wykorzystać te nanocząstki, precyzyjna odpowiedź optyczna musi być znana i scharakteryzowana dla różnych grubości powłoki. Większą precyzję grubości skorupy można osiągnąć dzięki zastosowaniu monodyspersyjnych, wodnych cząstek złota jako matrycy, co skutkuje większą kontrolą nad końcowymi gatunkami hybrydowymi. Interakcja między rdzeniem a powłoką może wykazywać ograniczoną poprawę szybkości absorpcji lub emisji ze względu na niewielką ilość materiału półprzewodnikowego i bliskość złotego rdzenia. Zamiast interakcji między półprzewodnikiem znajdującym się w powłoce a cząstką złota, powłoka może być używana jako przekładka ograniczająca odległość między zewnętrznym chromoforem. 11 Pozwoli to na większą kontrolę nad przestrzenną separacją między plazmonem przy jednoczesnym zniwelowaniu konsekwencji bezpośredniego kontaktu z powierzchnią metalu.
Zakres oddziaływania elektronowego między powierzchniowym rezonansem plazmonu a ekscytonem wytwarzanym w chromoforze, jest bezpośrednio skorelowany z odległością między gatunkami metalicznymi i półprzewodnikowymi, środowiskiem powierzchniowym i siłą oddziaływania. 12 Gdy gatunki są oddalone od siebie o odległość większą niż 25 nm, oba stany elektronowe pozostają niezakłócone, a odpowiedź optyczna pozostaje niezmieniona. 13 Reżim silnego sprzężenia jest dominujący, gdy cząstki mają bliższy kontakt i może powodować wygaszanie energii wzbudzenia poprzez nieradiacyjne zwiększenie szybkości lub rezonansowy transfer energii Forestera (FRET). 14,15 Manipulowanie siłą sprzężenia poprzez dostrajanie odstępów między chromoforem a nanocząstką metalu może również przynieść pozytywne skutki. Współczynnik ekstynkcji nanocząstek może być o rzędy wielkości większy niż w przypadku większości chromoforów, co pozwala nanocząstkom znacznie skuteczniej koncentrować padające światło. Wykorzystanie zwiększonej wydajności wzbudzenia nanocząstki może skutkować wyższymi współczynnikami wzbudzenia w chromoforze. 12 Sprzężenie dipola wzbudzenia może również zwiększyć szybkość emisji chromoforu, co może skutkować wzrostem wydajności kwantowej, jeśli nie ma to wpływu na szybkość promieniowania. 12 Efekty te mogą prowadzić do powstania ogniw słonecznych lub folii o zwiększonej absorbancji i wydajności fotowoltaicznej, ułatwionej przez zwiększony przekrój absorpcyjny złota i łatwość ekstrakcji ładunku z warstwy półprzewodnikowej ze względu na istnienie zlokalizowanych stanów powierzchniowych. 12,16 Badanie to dostarczy również użytecznych informacji na temat siły sprzężenia plazmonu w funkcji odległości.
Zlokalizowane plazmony powierzchniowe były szeroko stosowane w aplikacjach wykrywania17 i wykrywania18 ze względu na wrażliwość rezonansu plazmonu na lokalne środowisko. Cronin i wsp. wykazali, że wydajność katalityczna folii TiO2 może być poprawiona przez dodanie nanocząstek złota. Symulacje wykazały, że ten wzrost aktywności jest spowodowany sprzężeniem pola elektrycznego plazmonu z ekscytonami wytworzonymi w TiO2, co z kolei zwiększa tempo wytwarzania ekscytonów. 19 Schmuttenmaer i wsp. wykazali, że wydajność ogniw słonecznych uczulonych barwnikiem (DSSC) można poprawić dzięki włączeniu agregatów Au/SiO2/TiO2. Agregaty zwiększają absorpcję poprzez tworzenie szerokich, zlokalizowanych modów plazmonów powierzchniowych, które zwiększają absorpcję optyczną w szerszym zakresie częstotliwości. 20 W innej literaturze Li i wsp. zaobserwowali znaczne skrócenie czasu życia fluorescencji, a także zależne od odległości zwiększenie intensywności fluorescencji w stanie ustalonym poprzez bezpośrednie sprzężenie pojedynczej kropki kwantowej CdSe/ZnS i pojedynczej nanocząstki złota. 21 Aby w pełni wykorzystać to plazmoniczne ulepszenie, konieczne jest fizyczne sprzężenie z ustalonymi odległościami między tymi dwoma gatunkami.
Synteza hybrydowych nanocząstek
Jiatiao et al., opisali metodę pokrywania materiału półprzewodnikowego nanocząstkami złota za pomocą wymiany kationowej w celu uzyskania jednolitej i regulowanej grubości powłoki. Muszle były jednakowej grubości, ale złote szablony nie były zbyt monorozproszone. Zmieni to stosunek półprzewodnika do złota z cząstki na cząstkę, a tym samym siłę sprzężenia. 9 Przeprowadzono dogłębne badania nad właściwościami optycznymi tych nanocząstek otoczki rdzenia w celu opracowania powtarzalnej metody syntezy. Poprzednie metody opierały się na syntezie nanocząstek na bazie organicznej, która może wytwarzać próbki o szerokich rezonansach plazmonowych ze względu na niejednorodność wielkości nanocząstek złota. Zmodyfikowana wodna synteza nanocząstek złota może zapewnić powtarzalną i monodyspersyjną matrycę nanocząstek złota o stabilności przez długi czas. Wodny środek powierzchniowo czynny chlorek cetylotrimetyloamoniowy tworzy podwójną warstwę na powierzchni nanocząstek w wyniku interakcji między długimi łańcuchami węglowymi pobliskich cząsteczek chlorku cetylotrimetyloamoniowego. 22 Ta gruba warstwa powierzchniowa wymaga starannego mycia w celu usunięcia nadmiaru środka powierzchniowo czynnego i umożliwienia dostępu do powierzchni nanocząstek, ale może zapewnić większą kontrolę nad rozmiarem i kształtem nanocząstek. 23 Wodny dodatek skorupy srebra może być kontrolowany z dużą precyzją, co prowadzi do ściślejszej korelacji między grubością skorupy a właściwościami optycznymi. 23 Wolniejsza redukcja za pomocą kwasu askorbinowego jest wykorzystywana do osadzania srebra na powierzchni złota, co wymaga bardzo precyzyjnego dodawania soli srebra, aby zapobiec tworzeniu się nanocząstek srebra w roztworze. Trzeci etap wymaga dodania dużego nadmiaru siarki do fazy organicznej i musi nastąpić przeniesienie fazowe wodnych nanocząstek. Dzięki dodatkowi oleiloaminy jako organicznego środka zamykającego i kwasu oleinowego, który może działać zarówno jako środek zamykający, jak i pomagać w przenoszeniu fazowym nanocząstek, wokół nanocząstek może powstać jednolita, amorficzna otoczka siarczku srebra. 9,24 Stężenie tych cząsteczek musi być wystarczająco wysokie, aby zapobiec agregacji nanocząstek na tym etapie, ale zbyt duży nadmiar może utrudnić oczyszczanie. W obecności fosoworonu tributylu i azotanu metalu (Cd, Zn lub Pb) może zachodzić wymiana kationowa wewnątrz amorficznej otoczki siarczkowej. Temperatury reakcji muszą być modyfikowane dla różnych reaktywacji metali9, a nadmiar siarki musi zostać wyeliminowany, aby ograniczyć tworzenie się pojedynczych kropek kwantowych. Każdy etap syntezy odpowiada zmianie środowiska powierzchniowego nanocząstki, dlatego należy zaobserwować zmianę plazmonu ze względu na zależność częstotliwości plazmonu od otaczającego pola dielektrycznego. Do scharakteryzowania nanocząstek wykorzystano równoległe badania absorpcji optycznej w funkcji charakterystyki transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Ta syntetyczna procedura zapewni nam dobrze kontrolowane i jednorodne próbki, zapewniając lepszą korelację z danymi mikroskopowymi i spektroskopowymi.
Sprzężenie z fluoroforami
Zastosowanie warstwy odstępu dielektrycznego między powierzchnią metalu plazmonicznego a fluoroforem może pomóc w zmniejszeniu strat spowodowanych transferem energii nieradiacyjnej wytworzonych ekscytonów do metalu. Ta warstwa odstępów może również pomóc w badaniu zależności odległości między fluoroforem a rezonansem plazmonów na powierzchni metalu. Proponujemy użycie powłoki półprzewodnikowej hybrydowych nanocząstek jako naszej warstwy dystansowej dielektryka. Grubość powłoki można regulować z nanometrową precyzją w zakresie od 2 nm do 20 nm, co pozwala na przeprowadzanie precyzyjnych eksperymentów z korelacją odległości. Powłoka może być również dostrojona za pomocą kationów Cd, Pb lub Zn oraz anionów S, Se i Te, co pozwala na kontrolę nie tylko odległości, ale także stałej dielektrycznej, układu pasm elektronicznych, a nawet parametrów sieci krystalicznej.

<table><tbody><tr><td>Woda MilliQ</td> System <td>oczyszczania wody Millipore</td><td>z rezystywnością 18 M&#937; we wszystkich eksperymentach wykorzystano</td><td></td></tr><tr><td>trójwodzian chlorku złota(II)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>520918</td><td>stosowany jako prekursor złota do syntezy nanocząstek</td></tr><tr><td>Chlorek cetylu trimetyloamoniowego (CTAC)</td><td>TCI America</td><td>H0082</td><td>stosowany jako środek powierzchniowo czynny do nanocząstek złota</td></tr><tr><td>Boran tert butylamina</td><td>Sigma Aldrich</td><td>180211</td><td>stosowana jako środek redukujący nanocząstki złota</td></tr><tr><td>Azotan srebra</td><td>Sigma Aldrich</td><td>204390</td><td>stosowany jako źródło srebra do aplikacji skorupy</td></tr><tr><td>Kwas askorbinowy</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A0278</td><td>stosowany jako środek redukujący do aplikacji srebrnej skorupy</td></tr><tr><td>Proszek siarki</td><td>Acros</td><td>199930500</td><td>stosowany jako źródło siarki do konwersji powłoki siarczku srebra</td></tr><tr><td>Oleylamina</td><td>Sigma Aldrich</td><td>O7805</td><td>stosowana jako środek powierzchniowo czynny do konwersji otoczki siarczku srebra</td></tr><tr><td>Oleylamina</td><td>Sigma Aldrich</td><td>364525</td><td>stosowana jako środek powierzchniowo czynny do konwersji otoczki siarczku srebra</td></tr><tr><td>Tetrahydrat azotanu kadmu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>642405</td><td>stosowany jako źródło kadmu do wymiany kationowej</td></tr><tr><td>sześciowodny azotan</td><td>Fisher Scientific</td><td>Z45</td><td>stosowany jako źródło do kationowymienności</td></tr><tr><td>Kwas 11-merkaptoundekanowy</td><td>Sigma Aldrich</td><td>450561</td><td>stosowany jako ligand rozpuszczalny w wodzie podczas wymiany ligandów</td></tr><tr><td>Kwas 3,4-diaminobenzoesowy</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D12600</td><td>stosowany jako ligand rozpuszczalny w wodzie podczas wymiany ligandów</td></tr><tr><td>Spektrofotometr absorpcyjny UV-Vis</td><td>Cary</td><td>50 Bio</td><td>stosowany do monitorowania widma absorpcji roztworów</td></tr> <tr>koloidalnych<td>JEOL TEM 2100</td><td>JEOL</td><td>2100</td><td>służy do analizy wielkości syntetyzowanych nanocząstek. Siatki TEM zostały zakupione w</td></tr><tr><td>spektrofotometrze tedpella FTIR</td><td>Perkin Elmer</td><td>Spec 100</td><td>służącym do monitorowania składu chemicznego powierzchni nanocząstek po wymianie ligandów.</td></tr></tbody></table>

synteza, charakterystyka i funkcjonalizacja hybrydowych nanocząstek rdzenia/powłoki au/cds i au/zns

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Nanocząstki plazmoniczne są atrakcyjnym materiałem do zastosowań związanych z zbieraniem światła ze względu na ich łatwo modyfikowaną powierzchnię, dużą powierzchnię i duże współczynniki ekstynkcji, które można dostroić w całym spektrum widzialnym. Badania nad plazmonicznym wzmacnianiem przejść optycznych stały się popularne ze względu na możliwość zmiany, a w niektórych przypadkach poprawy właściwości fotoabsorpcji lub emisji pobliskich chromoforów, takich jak barwniki molekularne lub kropki kwantowe. Pole elektryczne plazmonu może łączyć się z dipolem wzbudzenia chromoforu, zaburzając stany elektronowe biorące udział w przejściu i prowadząc do zwiększenia szybkości absorpcji i emisji. Ulepszenia te mogą być również zniwelowane z bliskiej odległości przez mechanizm transferu energii, co sprawia, że układ przestrzenny tych dwóch gatunków ma kluczowe znaczenie. Ostatecznie zwiększenie wydajności zbierania światła w plazmonicznych ogniwach słonecznych może doprowadzić do powstania cieńszych, a tym samym tańszych urządzeń. Opracowanie hybrydowych cząstek rdzeń/powłoka może stanowić rozwiązanie tego problemu. Dodanie dystansu dielektrycznego między nanocząstkami złota a chromoforem jest proponowaną metodą kontrolowania siły sprzężenia plazmonów ekscytonowych, a tym samym równoważenia strat z zyskami plazmonicznymi. Przedstawiono szczegółową procedurę powlekania nanocząstek złota powłokami półprzewodnikowymi CdS i ZnS. Nanocząstki wykazują wysoką jednorodność z kontrolą wielkości zarówno w jądrowych cząstkach złota, jak i gatunkach skorupy, co pozwala na dokładniejsze badanie plazmonicznego wzmocnienia zewnętrznych chromoforów.

Znormalizowane widma absorbancji nanocząsteczek złota z trzema różnymi surfaktantami przedstawiono na Rysunku 1. Wykorzystane surfaktanty to oleylamine, chlorek tetradecylo trimetyloamoniowy (TTAC) oraz chlorek cetylo trimetyloamoniowy. Surfaktanty CTAC i TTAC wykazują węższe pasmo absorpcji rezonansu plazmonowego.
Ilość reduktora wpływa nie tylko na FWHM, ale także na położenie piku otrzymanych roztworów nanocz...

Przeprowadzana jest synteza jednolitych nanocząstek złota pokrytych półprzewodnikowymi powłokami CdS lub ZnS. Powłoka półprzewodnikowa jest przeprowadzana przez pierwsze osadzenie powłoki siarczku srebra i wymianę kationów srebra na kationy lub kadmu.

Synteza, charakterystyka i funkcjonalizacja hybrydowych nanocząstek rdzenia/powłoki Au/CdS i Au/ZnS

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest przygotowanie nanocząsteczek złota pokrytych powłoką z półprzewodnika o szerokiej przerwie energetycznej. Materiałem powłoki może być siarczek kadru lub cynku, a jej grubość powinna być regulowana. Technika ta pozwala przezwyciężyć duże niedopasowanie sieciowe między rdzeniem a powłoką dzięki zastosowaniu czterostopniowej metody wymiany kationowej do formowania powłok.Główną zaletą tej techniki jest możliwość otrzymywania wysoce monodyspersyjnych nanocząstek złota typu rdzeń-powłoka z doskonałą kontrolą grubości powłoki. Nanocząstki wytwarzane tą metodą mogą być wykorzystywane jako elementy plazmoniczne sprzęgające się z absorberami w systemach optoelektronicznych, ponieważ powłoka o szerkiej przerwie energetycznej umożliwia precyzyjne dostrojenie odległości oddziaływania. Strojenie oddziaływań w ten sposób pozwala na ograniczenie strat i maksymalizację zysków absorpcji lub emisji, a także dostarcza informacji o potencjale sprzęgania ekscyton-plazmon w szerokim zakresie zastosowań.Aby rozpocząć syntezę nanocząsteczek złota, należy pracować w komorze rękawicowej, aby odważyć sól złota w probówce uprzednio oczyszczonej wodą królewską, a następnie rozpuścić ją w 100 mililitrach wody w kolbie miarowej. Następnie dodać 3,2 grama stałego chlorku cetylotrymetyloamoniowego (CTAC) i podgrzać w 25 mililitrach wody do około 60 stopni Celsjusza w celu rozpuszczenia. Schłodzić mieszaninę do temperatury pokojowej i dopełnić wodą do 50 mililitrów w kolbie miarowej, aby przygotować 0,2 M roztwór CTAC.W kolbie okrągłodennej wymieszaj 20 mililitrów roztworu złota o stężeniu 1 mM oraz 20 mililitrów 0,2 M roztworu CTAC. Pozostaw do wymieszania w kąpieli olejowej ustawionej na 60 °C przez dziesięć minut. Następnie dodaj 1,7 miligrama stałego boranu tert-butylaminy do roztworu złota z CTAC i mieszaj mieszaninę przez 30 minut.Roztwór powinien przybrać ciemnoczerwony kolor. Uzyskany roztwór posiada stężenie cząstek złota wynoszące około 5 µM i może być przechowywany przez wiele miesięcy lub wykorzystany natychmiast w kolejnej fazie reakcji. Następnie dodaj kroplami roztwór srebra do roztworu złota i kwasu askorbinowego, a następnie mieszaj podczas reakcji przez dwie godziny.W kąpieli olejowej o temperaturze 70 °C wymieszaj 10 ml roztworu zapasowego nanocząsteczek złota z kwasem askorbinowym, aby przygotować roztwór o stężeniu 20 mM. Następnie przygotuj 4,0 mM roztwór azotanu srebra w 5 ml wody. W miarę postępu reakcji jej kolor zmieni się z jasnopomarańczowego na ciemnopomarańczowy, w zależności od grubości powłoki.Odwiruj nanocząstki przy 21 130 g przez dziesięć minut, a następnie ponownie zdysperguj je w czystej wodzie. Zlej nadsącz z osadu z nanocząstek, aby pomóc w usunięciu niepowlekanych nanocząstek złota lub nanocząstek srebra, które mogły powstać. Odważ siarkę elementarną w stosunku molowym 200:1 względem srebra użytego w poprzednim etapie eksperymentu.Dla dziesięciu mililitrów cząstek rdzeń-powłoka złoto-srebro i powłoki o grubości pięciu nanometrów, w dziesięciu mililitrach toluenu rozpuścić 1,5 mililitra kwasu oleinowego i trzy mililitry oleiloaminy. Po rozpuszczeniu roztwór powinien mieć jasnożółty kolor. Pozostała woda może zaburzyć rozpuszczalność zarówno nanocząstek, jak i wolnych cząsteczek surfaktanta, co może prowadzić do nieodwracalnej agregacji nanocząstek złota.Aby zapewnić usunięcie wody podczas następnego etapu oczyszczania, skoncentrować koloidy srebra poprzez wirowanie przy 21 130 g przez dziesięć minut. Rozproszyć koloidy srebra w jednym mililitrze wody. Pomaga to zwiększyć wydajność ekstrakcji z warstwy wodnej do warstwy organicznej podczas tworzenia się powłoki srebrowej.Dodawać koloidy kroplami do roztworu siarki pod stałym mieszaniem przez jedną godzinę. W miarę postępu procesu siarczkowania roztwór zmieni kolor na ciemnoniebieski w przypadku cieńszych powłok oraz na fioletowy dla powłok grubszych. Przed odwirowaniem dodać taką samą objętość 70% etanolu.Po dwugodzinnym mieszaniu mieszaniny reakcyjnej, odwiruj roztwór koloidalny przy 4, 000 gs przez 10 minut, aby usunąć z roztworu wodę oraz niereagujący siarką. Nadmiar oleilaminy lub kwasu oleinowego może wytrącić się z roztworu i może zostać usunięty po tym etapie poprzez zdekantowanie roztworu znad białego osadu. W razie potrzeby ponownie zdysperguj nanocząstki, sonikując je w kąpieli ultradźwiękowej przez 30 sekund do jednej minuty, aby uzyskać dyspersję w toluenie.Przygotuj prekursor metalu, rozpuszczając azotan metalu w jednym mililitrze metanolu, aby otrzymać 0,2 M roztwór azotanu kadru lub azotanu cynku. Wymieszaj roztwór metalu z nanocząsteczkami z otoczką z siarczku srebra w stosunku molowym 1:1 względem srebra. Podgrzej do 50 °C w przypadku otoczki kadrowej oraz do 65 °C w przypadku otoczek cynkowych, w atmosferze azotu.Następnie dodać tributylofosfinę w stosunku molowym 500:1 względem prekursora metalu. Oczyścić poprzez wirowanie przy 21 130 g przez dziesięć minut w celu usunięcia wszelkich wydzielonych nanocząstek siarczku kadmu lub siarczku cynku, które mogły powstać. Rozproszyć osad nanocząstek w czystym, niepolarnym rozpuszczalniku, takim jak heksan, toluen lub chloroform.Przedstawione tutaj obrazy z transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) ukazują nanocząstki złota syntetyzowane z użyciem CTAC jako surfaktanta. Nanocząstki są monokrystaliczne, o średnicy 16 nanometrów i odchyleniu standardowym wynoszącym 0,4 nanometra. Grubość powłoki srebrowej można monitorować za pomocą spektroskopii absorpcyjnej w zakresie ultrafioletu i światła widzialnego.Na tej ilustracji grubość srebra zwiększa się od koloru czarnego do jasnoniebieskiego. Plazmon powierzchniowy nanocząsteczek złota przesuwa się w stronę wyższych energii wraz ze wzrostem grubości srebrnej otoczki. Przedstawiono tutaj obrazy TEM nanocząsteczek złota z srebrnymi otoczkami.Srebro jest osadzane na złotym rdzeniu, aby stworzyć matrycę dla późniejszej powłoki półprzewodnikowej. Promień powłok jest dostrajany w zakresie od trzech do siedmiu nanometrów. W kolejnym kroku nanocząstki pokryte srebrem są poddawane działaniu siarki w celu utworzenia powłoki z siarczku srebra.Powstałe otoczki mają tendencję do bycia nieco większymi niż poprzednie otoczki srebrne, lecz wykazują jednorodny rozkład. Na koniec w tym przykładzie można użyć kadru lub cynku, aby zastąpić jony srebra i wytworzyć półprzewodnikową otoczkę z siarczku kadmu lub siarczku cynku. Powstała otoczka jest monokrystaliczna, a jej promień odpowiada promieniowi srebra z pierwszego etapu powlekania.Po opanowaniu tej techniki, przy prawidłowym wykonaniu, procedura zajmuje od siedmiu do ośmiu godzin. Podczas przeprowadzania tej procedury ważne jest dokładne oczyszczenie wszystkich naczyń szklanych wodą regia przed użyciem. Po obejrzeniu filmu powinieneś być w stanie pokryć wodne nanocząsteczki złota siarczkiem kadmu lub cynku.Nanocząsteczki złota są powlekane srebrem, które następnie przekształcane jest w siarczek srebra. Na koniec srebro jest zastępowane kadmem lub cynkiem.

synthesis-characterization-functionalization-hybrid-aucds-auzns

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Wykazano, że pęsety plazmoniczne oraz nanostruktury kryształów fotonicznych zapewniają istotną poprawę wydajności i kontroli orientacji w optycznym chwytaniu mikro- i nanocząstek.

Wykorzystanie plazmonicznych i fotonicznych nanostruktur krystalicznych do usprawnionej manipulacji mikro- i nanocząsteczkami

Urządzenia milifluidyczne są wykorzystywane do kontrolowanej syntezy nanomateriałów, czasowo-rozdzielczej analizy mechanizmów reakcji i katalizy ciągłego przepływu.

Millifluidyka do syntezy chemicznej i czasowo-rozdzielczych badań mechanistycznych

Raportujemy protokoły "polimeryzacji" różnych typów nanocząsteczek metalowych w kapsułkach polimerowych w długie łańcuchy "homo-" i "kopolimerów".

Wykorzystanie nanocząstek metali pokrytych blokiem polistyrenu (kwas akrylowy) jako monomerów do ich homo- i kopolimeryzacji

Opisujemy syntezę i właściwości wielofunkcyjnych nanocząstek Fe2O3-Au wytwarzanych metodą mokrej chemii i badamy ich właściwości fototermiczne za pomocą promieniowania laserowego. Kompozytowe nanocząstkiFe2O3-Au zachowują właściwości obu materiałów, tworząc wielofunkcyjną strukturę o doskonałych właściwościach magnetycznych i plazmonicznych.

Wielofunkcyjne hybrydowe nanocząstki Fe2O3-Au do wydajnego ogrzewania plazmonicznego

Tutaj prezentujemy metodę syntezy nanocząstek siarczku kadmu bez ligandów (CdS) opartego na unikalnym kopolimerze siarki. Kopolimer siarki działa jako rozpuszczalnik wysokotemperaturowy i źródło siarki podczas syntezy nanocząstek i stabilizuje nanocząstki po reakcji.

Synteza wolnych od ligandów nanocząstek CdS w matrycy kopolimeru siarki

Tutaj prezentujemy niezawodną metodę monitorowania inkorporacji nanocząstek do matrycy gospodarza polimeru poprzez enkapsulację pęcznienia. Pokazujemy, że stężenie powierzchniowe kropek kwantowych selenku kadmu można dokładnie zobrazować za pomocą przekrojowego obrazowania fluorescencyjnego.

Zaawansowana analiza składu kompozytów nanocząstkowo-polimerowych z wykorzystaniem bezpośredniego obrazowania fluorescencyjnego

Tutaj prezentujemy protokół syntezy in situ nanocząstek złota (AuNPs) w przestrzeni międzywarstwowej warstwowych warstw tytanianu bez agregacji AuNPs. Nie zaobserwowano żadnej zmiany spektralnej nawet po 4 miesiącach. Zsyntetyzowany materiał ma zastosowanie w katalizie, fotokatalizie i opracowywaniu opłacalnych urządzeń plazmonicznych.

In Situ Synteza nanocząstek złota bez agregacji w przestrzeni międzywarstwowej warstwowych przezroczystych folii tytanianowych

Zgłaszamy metodę opartą na roztworze do syntezy nanodrutów Au związanych z substratem. Dzięki dostrojeniu ligandów molekularnych używanych podczas syntezy, nanodruty Au mogą być hodowane z różnych substratów o różnych właściwościach powierzchniowych. Nanostruktury oparte na nanodrutach Au można również syntetyzować, dostosowując parametry reakcji.

Synteza nanodrutów Au związanych z substratem za pomocą mechanizmu aktywnego wzrostu powierzchni

Tutaj prezentujemy protokół syntezy nanocząstek Co na nanorurkach węglowych z domieszkami Co- i N- do produkcji wodoru.

Synteza nanocząstek metali na nanorurkach węglowych z domieszkowanymi atomami Co i N oraz jej katalityczne zastosowania w produkcji wodoru

W tym badaniu opracowaliśmy tanią nanosondę odcisków palców opartą na powierzchniowo wzmocnionym rozpraszaniu Ramana (SERS) o korzystnej biokompatybilności, aby pokazać bezznacznikowe bioobrazowanie żywych komórek i wykryć dwa szczepy bakterii, pokazując szczegółowo, jak uzyskać widma SERS żywych komórek w sposób nieniszczący.

Bezznacznikowa bioanaliza rozpraszania Ramana ze wzmocnieniem powierzchniowym oparta na nanosondach Au@Carbon dot

Tutaj synteza nasion złota (Au) jest opisana za pomocą metody Turkewicza. Nasiona te są następnie wykorzystywane do syntezy nanocząstek ze stopu złota i cyny (Au-Sn) o przestrajalnych właściwościach plazmonicznych.

Wodna synteza plazmonicznych nanocząstek ze stopu złota i cyny

Poznaj syntezę nanocząstek Au/CdS i Au/ZnS metodą czteroetapowej wymiany kationów. Technika umożliwia precyzyjną kontrolę grubości powłoki półprzewodnikowej dla zastosowań w systemach optoelektronicznych.

Synteza, charakterystyka i funkcjonalizacja hybrydowych nanocząstek rdzenia/powłoki Au/CdS i Au/ZnS

Przeglądaj więcej filmów