Syntese, karakterisering og funksjon av Hybrid Au / CDer og Au / ZnS Kjerne / Shell Nanopartikler

Abstract

Plasmonic nanopartikler er et attraktivt materiale for lette høsting anvendelser på grunn av deres lett modifisert overflate, høyt overflateareal og store ekstinksjonskoeffisienter som kan være innstilt på tvers av det synlige spektrum. Forskning på plasmonic forbedring av optiske overganger har blitt populært på grunn av muligheten for å endre og i enkelte tilfeller forbedring av foto-absorpsjons-emisjonsegenskaper eller i nærliggende kromoforer som for eksempel fargestoffer eller molekyl kvanteprikker. Det elektriske feltet i plasmon kan par med eksitasjon dipol av en kromofor, perturbing de elektroniske statene er involvert i overgangen og fører til økt absorpsjon og utslipps priser. Disse forbedringene kan også bli opphevet på nært hold av energioverføring mekanismen, noe som gjør den romlige arrangement av de to artene kritiske. Til syvende og sist, forbedring av lys høsting effektivitet i Plasmonic solceller kan føre til tynnere og derfor lavere kostnader enheter. den development av hybrid kjerne / skallpartikler kunne tilby en løsning på dette problemet. Tilsetningen av et dielektrisk avstandsstykke mellom en gull nanopartikler og en kromofor er den foreslåtte metode for å kontrollere exciton plasmon koplingsstyrke og derved balansere tapene med Plasmonic gevinster. En detaljert prosedyre for belegg av gull nanopartikler med CDer og ZnS halvledere skjell presenteres. Nanopartiklene viser høy ensartethet med størrelse kontroll i både kjerne gull partikler og shell arter som åpner for en mer nøyaktig undersøkelse av plasmonic forbedring av eksterne chromophores.

Introduction

Gull og sølv nanopartikler har potensial for fremtidige teknologiske fremskritt i en rekke applikasjoner, inkludert fotonikk, ¹ solceller, ^to katalyse, ³ kjemisk / biologisk sensing, ^fire biologiske bildebehandling, ⁵ og fotodynamisk terapi. ⁶ Under synlig eksitasjon, kan overflaten elektroner svinge til danner en resonans er kjent som en lokalisert overflate-plasmonresonans (SPR), som kan anvendes for å konsentrere innfallende stråling i det synlige spektrum. Nylig har edelmetallnanopartikler blitt kombinert med halvledere eller magnetiske nanopartikler for å fremstille hybrid-nanopartikler med forbedret og fleksibel funksjon. ^7,8 Nyere litteratur, for eksempel studie utført av Ouyang et al., ⁹ eller Chen et al. ^10, har vist mulighet for syntese av disse partiklene, men bare begrenset kontroll i jevnheten av de hybride artene er mulig på grunnen fordeling av gull nanopartikkelstørrelser og forsterket av mangelen på optisk karakterisering kombinert med fysisk karakterisering ved hvert trinn av vekst. Zamkov et al. Viste lignende ensartethet i skalldannelsen, men bare ett skall tykkelse ble benyttet med forskjellige kjernestørrelser, med noen skjell ikke blir fullt ut dannet rundt nanopartikler. For effektivt å kunne utnytte disse nanopartiklene må det nøyaktige optisk respons være kjent og kjennetegnes av en rekke skall tykkelser. Høyere presisjon i skalltykkelsen kan oppnås gjennom bruk av monodisperse, vandige gullpartikler som templat, noe som resulterer i økt kontroll over de endelige hybride arter. Interaksjon mellom kjernen og skallet kan vise begrenset forbedring i absorpsjon eller utslippspriser på grunn av den lille mengden av halvledermateriale og nærhet til gull kjerne. I stedet for interaksjon mellom halvleder som finnes i skallet og gullpartikkel, kan skallet være brukend som et avstandsstykke for å begrense avstanden mellom en ytre kromoforen. ¹¹ Dette vil muliggjøre større kontroll over den romlige avstanden mellom plasmon mens, nektende konsekvenser av direkte kontakt med metallflaten.

Omfanget av den elektroniske interaksjonen mellom overflate-plasmonresonans og exciton produsert i kromoforen, er direkte korrelert til avstanden mellom de metalliske og halvleder-arter, overflatemiljøet og styrken av interaksjonen. ¹² Når artene er adskilt med avstander som er større enn 25 nm, de to elektroniske tilstander forblir uaffisert og den optiske responsen er uendret. ¹³ den sterke koblings regimet er dominerende når partiklene har mer intim kontakt og kan føre til slukking av en hvilken som helst eksitasjon energi via nonradiative hastighetsforbedring eller Ster Resonance Energy Transfer ( FRET). ^14,15 manipulering av koplingen styrke, ved tuning the avstand mellom kromoforen og metall nanopartikler kan føre til positive effekter i tillegg. Den nanopartikkel Ekstinksjonskoeffisienten kan være størrelsesordener større enn de fleste kromoforer, slik at nanopartiklene for å konsentrere det innfallende lyset mye mer effektivt. Utnytte den økte eksitasjon effektiviteten av nanopartikler kan resultere i høyere eksitasjon priser i chromophore. ¹² Kobling av eksitasjon dipol kan også øke utslipp rate av kromofor som kan føre til økning i kvanteutbytte hvis nonradiative priser er upåvirket. ¹² Disse effekter kan føre til solceller eller filmer med økt absorbans og fotovoltaiske effektivitet, tilrettelagt av økt absorpsjon tverrsnitt av gullet og den enkle ladeuttak fra halvlederlaget på grunn av eksistensen av lokaliserte overflatetilstander. ^12,16 Denne studien vil også gi nyttig informasjon om koblingen styrken på plasmon som afsalvelse av avstand.

Lokalisert overflateplasmons har mye blitt brukt i sensing ¹⁷ og deteksjon ¹⁸ søknader på grunn av sensitiviteten av plasmon resonans til det lokale miljøet. Cronin et al., Viste den katalytiske effektiviteten av TiO ₂ filmer kan forbedres med tilsetning av gull nanopartikler. Simuleringer viser at denne økningen i aktiviteten er på grunn av kobling av plasmon elektrisk felt med excitons opprettet i TiO _2, som senere øker exciton generasjon priser. ¹⁹ Schmuttenmaer et al., Viste at effektiviteten av Dye-sensibilisert (DSSC) solceller kan forbedres med inkorporering av Au / SiO ₂ / TiO ₂ aggregater. Aggregatene øke absorpsjonen gjennom dannelsen av lokaliserte brede overflate plasmon måter som øker optiske absorpsjon over et bredere frekvensområde. ²⁰ i annen litteratur, Li et al. Observered betydelig reduksjon i fluorescens levetid samt avstandsavhengig forbedring i steady state fluorescens intensitet ble observert gjennom direkte kopling av en enkelt CdSe / ZnS quantum dot og enkelt gull nanopartikler. ²¹ For å dra full nytte av denne plasmonic ekstrautstyr, er det en behov for fysisk kopling med et sett avstander mellom de to artene.

Syntese av Hybrid Nanopartikler

Jiatiao et al., Beskrives en fremgangsmåte for å belegge halvledermateriale på gull nanopartikler via en kationisk utveksling for å fremstille ensartede og avstembare skalltykkelse. Skallene var jevn i tykkelse, men gull maler var ikke veldig monodisperse. Dette vil endre halvledere til gull ratio fra partikkel til partikkel og derfor koblingen styrke. ⁹ En grundig studie av de optiske egenskapene til disse kjerne shell nanopartikler har blitt gjennomført, for å utvikle en Reproducible syntesemetode. Tidligere metoder er avhengige av organisk-baserte nanopartikkel-syntese, som kan produsere prøver med brede plasmon resonanser på grunn av inhomogenitet i gull nanopartikkelstørrelsen. En modifisert vandig syntese av gull nanopartikler kan tilveiebringe en reproduserbar og monodispers gull nanopartikkel mal med stabilitet i lange perioder av gangen. Den vandige overflateaktive cetyl-trimetylammoniumklorid danner et dobbelt lag på nanopartikkel overflaten på grunn av vekselvirkning mellom de lange karbonkjeder av nærliggende cetyl-trimetylammoniumklorid molekyler. ²² Dette tykke overflatesjikt krever grundig vasking for å fjerne overskudd av overflateaktivt middel, og tillate adgang til nanopartikkeloverflaten , men kan gi større kontroll over nanopartikkelstørrelse og form. ²³ den vandige tilsetning av en sølv skall kan styres med høy presisjon som fører til en mer intim korrelasjon mellom skalltykkelsen og optiske egenskaper. ²³ A langsommere reduksjon via ascorbinsyre acid anvendes for å avsette sølv på gulloverflaten, noe som krever tilsetning av sølvsaltet til å være meget nøyaktig for å hindre dannelse av sølvnanopartikler i løsningen. Det tredje trinnet krever et stort overskudd av svovel som skal legges inn i en organisk fase og en faseoverførings av de vandige nanopartikler må skje. Under tilsetning av oleylamin som et organisk avsluttende middel og oljesyre, som kan virke både som et avsluttende middel og hjelpemiddel i fase overføring av nanopartikler, en uniform, kan amorft sølvsulfid skall dannes omkring nanopartikler. ^9,24 Konsentrasjonen av disse molekylene må være høy nok til å hindre aggregering av nanopartikler i dette trinnet, men for mye kan gjøre overflødig rensning vanskelig. I nærvær av tri-butyl-fosfin og et metallnitrat (Cd, Zn eller Pb), kan et kationisk utveksling på innsiden av det amorfe sulfid skallet gjennomføres. Reaksjonstemperaturer må modifiseres for de forskjellige reaktiverer av metallene ⁹og eventuelt overskudd av svovel må elimineres for å redusere dannelsen av individuelle kvanteprikker. Hvert trinn av syntesen tilsvarer en endring i overflaten miljø av nanopartikler, og derfor en endring i plasmon bør observeres på grunn av avhengigheten av plasmon frekvens på omkring dielektriske felt. En parallell studie av optisk absorpsjon som en funksjon av transmisjonselektronmikroskopi (TEM) karakterisering ble benyttet for å karakterisere nanopartikler. Dette syntetiske prosedyren vil gi oss godt kontrollerte og ensartede prøver, noe som gir bedre korrelasjon fra mikroskopi og spektroskopi data.

Kobling med fluorophores

Påføring av et dielektrisk avstandssjikt mellom et plasmonic metalloverflate og en fluorofor kan bidra til å redusere tap som følge av nonradiative energioverføring fra laget excitons inn i metallet. Denne avstandslaget kan også hjelpe til studiet av avstanden avhengighet mellom fluoroforen og denplasmonresonans på metalloverflaten. Vi foreslår å bruke halvleder skallet av hybride nanopartikler som vår dielektrisk avstandslaget. Skallet tykkelse kan være innstilt med nanometer presisjon med tykkelser fra 2 nm til 20 nm tillater presis avstandskorrelasjons eksperimenter som skal utføres. Skallet kan også være innstilt med Cd, Pb eller Zn kationer og S, Se og Te anioner, noe som åpner for kontroll over ikke bare på avstand, men også dielektrisk konstant, elektronisk bandet ordning og selv krystallgitterparametere.

Protocol

1. Syntese av gull nanopartikler

1. Vei gullet salt i hanskerommet og legge til en ampulle tidligere rengjøres med kongevann før fortynning med vann i en målekolbe. Tilbered en 1 mM gull (III) klorid-trihydrat (393,83 g / mol) i 100 ml vann for gull stamløsning.
2. Vei opp 3,2 g fast stoff CTAC (320 g / mol) og varme, i 25 ml vann, til ca 60 ° C for oppløsning. Avkjøl til romtemperatur og fortynnes blandingen med til 50 ml med vann i en målekolbe for å fremstille en 0,2 M Cetyl-trimetylammoniumklorid (CTAC).
3. Bland 20 ml 1 mM gull-løsning og 20 ml 0,2 M CTAC oppløsning inne i en rundbunnet kolbe og kokes sted i et oljebad satt til 60 ° C. Tillat å blande i 10 minutter.
4. Legg 1,7 mg (1: 1 molforhold) fast Boran-tert-butyl-amin (86,97 g / mol) av gull / CTAC oppløsning og lar røre i 30 minutter.
   Merk: Løsning bør slå dyp rød. Den resulterende løsningen har en gull partikkel concentratipå ca 5 mikrometer og kan lagres i månedsvis om gangen eller brukes umiddelbart for neste fase av reaksjon.

2. Belegg med Silver

1. Bruk presise reagenvolumer mengder å belegge nanopartikler med en sølv skall. Skallet vil gi mal for størrelsen og formen av det halvleder skallet. Nøyaktige reagenvolumer beløpene vil også bidra til å hindre kjernedannelse av sølvpartikler.
2. Først beregne volumet av kjernen, i ^cm3, og konvertere til masse per partikkel ved hjelp av tettheten av gull. For eksempel, for å beregne kjernen volum, antar en sfærisk nanopartikkel med en diameter på 15 nm for å gi et volum på 1767,15 nm ^3, og deretter omdanne til cm ³ (1,77 x 10 ^-18 cm ^3). Multiplisere volumet med tettheten av gull (19,3 ^cm3) for å beregne massen per partikkel (3,41 x 10 ^17).
   1. Ved hjelp av 10 ml av en 5,3 pM gull nanopartikkeloppløsning, 5,30 x 10 ^-8 mol partiklene er til stede. Multipliseres med den molare massen gir til å beregne massen av gull som er tilstede i oppløsning (1,04 x 10 ^-5 g). Dividere massen av gull i løsningen av massen per partikkel for å finne antallet av gullpartiklene er tilstede (3,06 x 10 ^11).
   2. Beregn volum av nanopartikler med en 5 nm skalltykkelsen, i ^cm3 (8,18 x 10 ¹⁸ cm ^3), og trekke dette fra volumet av kjernen nanopartikkel (1,77 x 10 ^-18 cm ³⁾ for å bestemme skallvolum (6,41 x 10 ^-18). Konverter dette volumet til massen av sølv ved å multiplisere med antall gull partikler og tettheten av sølv (2,33 x 10 ^-4). Shell tykkelser i området 1-10 nm vil bli benyttet i denne studien.
   3. Konverter massen av sølv til mol sølv trengs for et 5 nm shell radius (2,33 x 10 ^-4). Fra denne verdi, beregne volumet av 4,0 mM sølvnitrat 540 pl) oppløsning som er nødvendig feller mengden av gull som benyttes i utgangsoppløsning (10 ml).
3. Forbered en 4,0 mM Agno ₃ (169,87 g / mol) oppløsning i 5 ml vann. I et 70 ° C oljebad, bland 10 ml lager gull nanopartikler med ascorbinsyre for å lage en 20 mM løsning.
4. Tilsett sølv løsningen dråpevis til gull og askorbinsyre løsning og la reaksjonen omrøres i 2 timer.
   Merknad: Reaksjonen vil slå lys orange (tynnere skall) til mørk orange (tykkere skall) i løpet av reaksjonen.
5. Sentrifuger nanopartikler på 21 130 xg i 10 min og redispergere i rent vann. Dekanter supernatanten fra pellenanopartikler for å hjelpe til med fjerning av bare gull nanopartikler eller sølvnanopartikler som kan ha blitt dannet.

3. Konvertering av Shell til sølvsulfid

1. Veie elementært svovel i et 200: 1 molforhold til sølvet som brukes i det foregående trinn av forsøket. For 10 ml Au / Ag kjerne shellpartikler og en 5 nm skall, oppløse 3 ml oleylamin og 1,5 ml av oljesyre inn i 10 ml toluen.
   1. Konsentrer sølv kolloider, via sentrifugering ved 21 130 xg i 10 min og dispergere i 1 ml vann.
      Merk: Dette trinnet bidrar til å øke effektiviteten av ekstraksjonen fra det vandige lag til det organiske laget ved dannelse av sølv skallet.
2. Tilsett kolloider, dråpevis til svovel løsningen under omrøring i 1 time.
   Merk: Løsningen vil slå mørkeblå (tynnere skall) til lilla (tykkere skall) som Forsvovlingen går til ferdigstillelse.
3. Sentrifuger den kolloidale oppløsningen ved 4000 xg i 10 minutter efter at reaksjonen ble omrørt i 2 timer for å fjerne vannet og ureagert svovel fra oppløsningen. Re-spre nanopartikler i ren toluen med ultralydbehandling, om nødvendig.
   1. Sonikere nanopartikler i et bad sonikator i 30 sekunder til 1 minutt for å dispergere inn i toluen.
      Merk: Overflødig oleylamin eller oljeSyren kan falle ut av oppløsningen, og kan fjernes etter dette trinnet ved dekantering av løsningen fra det hvite faste stoff.

4. kationebytter

1. Gjøre metallforløperen ved å oppløse metallnitrat i 1 ml metanol, for å lage en 0,2 M løsning av Cd (NO ₃₎ eller Zn (NO _3).
   Merk: en 0,8 M løsning kan anvendes for tykkere skall for å redusere mengden av metanol i oppløsning.
   1. Bland metalløsningen med sølvsulfid skall nanopartikler i et 1: 1 molart forhold med sølv. Oppvarm til 50 ° C for kadmium skall og 65 ° C i sink skjell under en nitrogenatmosfære.
2. Legg tri-butyl-fosfin i et 500: 1 molart forhold til metallforløperen. Reaksjonstiden er 2 timer for kadmium og 20 timer for sink.
3. Rens via sentrifugering ved 21 130 xg i 10 minutter for å fjerne eventuelle isolerte CDer eller ZnS nanopartikler som kan ha blitt dannet. Spre pelletert nanoparticles til en ren ikke-polart oppløsningsmiddel slik som heksan, toluen eller kloroform.

5. Ligand Utveksling fra oleylamin

1. Bland de nanopartikkel-løsning med 1,5 ganger volumforhold etanol kolloidal oppløsning i toluen i et sentrifugerør. Sentrifuger ved 4000 xg i 10 minutter for å pelletere nanopartikler.
2. Vask nanopartikler med etanol og sentrifuger igjen å samle de faste partikler.
   Merk: Partiklene kan lagres på dette trinn, men fjerningen av etanol er nødvendig for å hindre aggregering.
3. Binde ligander med en nukleofil bindingsgruppe til overflaten via ubundne kationiske steder på skallet. 11-mercaptoundecanoic syre og 3,4-diaminobenzosyre er egnede molekyler som forlater nanopartikler vannløselige.
   1. Dispergere nanopartikler inn i ligand oppløsning i stort overskudd, omtrent 10 ganger høyere konsentrasjon enn de native oleat molekyler. Rør partiklene ved romtemperatur overnight å tillate forskyvning av eventuelle gjenværende oleate molekyler.
   2. Sentrifuger løsningen ved 4000 xg i 10 min. Vask de pelleterte partikler med metanol og sentrifuger ved 4000 xg i 10 min igjen å samle de faste nanopartikler.

Representative Results

Normalisert absorbans spektra av gull nanopartikler med tre forskjellige overflateaktive midler er vist i figur 1. De overflateaktive midler som anvendes er oleylamin, tetradecyl trimetylammoniumklorid (TTAC), og cetyl-trimetyl-ammoniumklorid. CTAC og TTAC tensider vise smalere plasmonresonans absorpsjon band.

Mengden av reduksjonsmiddel påvirker ikke bare FWHM, men topp-posisjon av de resulterende nanopartikkel løsninger. Undersøkelse av figur 2 viser toppen innsnevring med en lavere mengde av reduksjonsmiddel.

Absorbans spor (figur 3) ble tilpasset med en gaussisk og den FWHM ble plottet mot reduksjonsmidlet til gull-forhold. Prøven med den smaleste FWHM ble brukt til å optimalisere gull nanopartikkel-syntesen. Fra disse data, ble en 1: 1 molart forhold av reducing middel til gull produserer de monodisperse partikler. Feilen i plottet beregnes ut fra avviket i den gaussiske tilpasning til dataene.

Syntese av gull nanopartikler ved hjelp TTAC som det overflateaktive middel, produserer kuleformede partikler med en diameter på omtrent 25 nm. Bildene som er vist i figur 4, ble analysert ved hjelp av ImageJ programvare for å finne at partiklene skal være enkelt krystallinsk med gitteravstand på en ca. 2,3 Å (litteratur-verdi = 2,355 Å). ²² Nanopartiklene viste et standardavvik på 0,02 nm.

Gull nanopartikler med en diameter på omtrent 16 nm, ble fremstilt ved syntese med CTAC som det overflateaktive middel. Bildene i figur 5, ble analysert ved hjelp av ImageJ programvare for å finne at partiklene skal være enkelt krystallinsk med gitteravstand på en ca. 2,3 Å (litteratur-verdi = 2,355 Å).

Absorbansen spektra av gull nanopartikler med sølv skall av varierende tykkelse (figur 6), viser en betydelig avhengighet av plasmonresonans med arten av den overflatedekning. Som spor går fra mørkere til lysere blå, tykkelsen av sølv skall øker. Et blått skift i spekteret til omtrent 60 MeV er observert for overflate-plasmonresonans, fra den karakteristiske gull topp ved 2,38 eV til omkring 3,0 eV med den tykkeste sølv skallet.

Vi ser spektrene som produseres når prøver som inneholdt separate gull- og sølvnanopartikler i variere forholdene i figur 7. Den blå forskyvning av overflate-plasmonresonans, vist i figur 6, er på grunn av sølvbelegg i motsetning til dannelse av sølvnanopartikler. Resonans ikkeskift som i tilfellet for sølv skallet, men snarere øker eller avtar i intensitet avhengig av hvilke arter som er i overkant. Når sølv er i overkant resonans rundt 3,0 eV er mer fremtredende, mens topp på 2,5 eV er fremtredende når gullnanopartikler er i høyere konsentrasjon.

TEM bilder av gull nanopartikler med 3 nm (øverst), 5 nm (i midten), og 7 nm (nederst) radius sølv skjell ble analysert ved hjelp ImageJ programvare. Partiklene, i figur 8 er enkelt krystallinsk med gitteravstand på ca 2,6-2,7 Ångstrøm tilsvarende med den i FCC sølv (2,5 Å) ^25, så vel som fravær av isolerte sølvpartikler. De indre gull nanopartikler ble også analysert for å finne at avstanden var litt mindre enn de nakne gull nanopartikler med verdier rundt 2 Å. Dette kan være på grunn av en liten mengde stress sted på nanopartiklene når skallet er avsatt. Samletskalltykkelsen virker ensartet og hovedsakelig sfæriske med noen få prøver med en svakt asymmetrisk skall med en langstrakt ende. Denne forlengelse er mer uttalt i de mindre shell størrelser, da de større skalltykkelse synes å være mer ensartet.

Progresjonen av plasmonic topp med tillegg av en sølvsulfid skallet er vist. Analyse av spektret i figur 9, viser plasmon toppen rød-skiftende med økende dekning av sølvsulfid på grunn av virkningen av den større brytningsindeks av sølvsulfid og bidraget fra halvlederbåndgapet.

Absorpsjonsspekteret av gull nanopartikler belagt med sølv viser en plasmonic toppen som er sentrert rundt 400 nm. Analyse av Figur 10 viser at etter tilsetning av natriumsulfid, i et 1: 1 molar ekvivalent til sølvet i skallet, en forsvinning av enhver plasmon resohold oppstår.

Et særpreg spektrum, i likhet med figur 10 er også observert, i figur 11. Tilsetning av natriumsulfid løsning til en kolloidal oppløsning av sølvpartikler. Dette fører til anvendelse av et forskjellig svovelkilde for reaksjonen.

TEM-bilder av nanopartikler som er vist i figur 12, ble analysert ved hjelp av ImageJ programvare for å finne at partiklene å være amorft eller polykrystallinsk. I de fleste av nanopartikler, ingen krystallgitteret frynser først i skallet på grunn av den amorfe natur ble imidlertid noen små områder av krystallinitet sett med avstand av 2,38 Å, noe som er konsistent til de litteraturverdier for monokline sølvsulfid. Generelt sølvsulfid skall har en tendens til å være litt større enn de foregående sølv skallene, men meget ensartet sfærisk og med et standard avvik på 1,8nm. De indre gull nanopartikler også beholdt sin singel krystallinitet med avstand på 3,51 Å. Denne fortsatte sammentrykning av gull gitterstøtter teorien om at øket stress fra skallet forårsaker en komprimering av gull partikkelen.

Absorbansen spekter av gull nanopartikler belagt med forskjellige tykkelser av CD-er, i figur 13, viser plasmonic absorbans for tynne CdS Shell har bred topp sentrert rundt 2,25 eV. Absorbansen blir hovedsakelig særpreg for tykkere skall med brede skuldre som danner rundt 2,5 eV. Disse forskyvninger kan tilskrives endringer i brytningsindeksen og dielektriske omgivelser i nanopartikkel og den høyere energi "pukler" kan være på grunn av direkte absorpsjon av halvleder skallet.

TEM bilder analysert ved hjelp ImageJ viser at skallet kan påvirke gitteravstand på vertshuseter gull partikkel med en lignende tendens observert i figur 14. Den indre gullpartikkel, beholdt sin ene krystallinitet, men viser en smalere gitteravstand på omkring 3,51 Å. CDS skall analyse viste avstand på 6,00 Å i gjennomsnitt, i samsvar med sink-Blende krystallstruktur. ²⁶ Skallene viser høy monodispersitet på hver tykkelse og ingen aggregering av nanopartikkel er observert. ²⁷ Noen nanopartikler viste en liten flekk hvor det synes å være en mangel på skallet dekning. Dette kan være forårsaket av en manglende evne for kationbytte å forekomme på dette område på grunn av sølvsulfid at det er krystallinsk i noen regioner i motsetning til amorf. Noen partikler ser ut til å avvike fra en sfærisk geometri med en litt større bredde, eventuelt strukturert etter sølvsulfid malen som hadde større avvik ut av de tre skall arter.

Absorpsjonsspekteret kan observered for gull nanopartikler belagt med 10 nm av ZnS. Analyse av spektrene i figur 15, viser resonans er svært lik den CdS skallet, men med en plasmonic topp ved 2,15 eV, som er blå-er forskjøvet med 100 MeV fra CdS skall med samme diameter.

Den indre gull partikkel av ZnS belagt nanopartikler beholdt sin eneste krystallinitet mens du fortsetter trenden med en litt smalere avstand på rundt 3,51 Å, sett i TEM bildene som vises i Figur 16. Den ZnS shell Analysen viste avstand på 5,31 Å i gjennomsnitt, som er konsistent med sink-Blende krystallstruktur. ²⁶ skallene er uniform med en gjennomsnittlig diameter på rundt 10 nm. Skallene er mye tynnere enn CDer skjell som er på grunn av lavere mengde elektroner i den lettere Zn sammenlignet med Cd. Inhomogeniteter fortsatt forekomme på noen partikler som kan være på grunn av enten pre-eksisterende defekter i the sølvsulfid skall eller den lengre reaksjonstid og høyere temperaturer som kreves for ZnS kation-utvekslingsreaksjon.

FTIR-spektrum av nanopartikler med mercaptoundecanoic syre og 3,4-diaminobenzosyre kan observeres i figur 17. Molekylene vil binde via tiolgruppen for mercaptoundecanoic syre (blå) og de ​​to amingrupper for 3,4-diamino-benzosyre (rød ). Spektrene sammenlignes med nanopartikler med oleylamin for å bekrefte den varierende overflatedekning. Den viktigste funksjonen til stede for de oleylamin-capped partikler (svart) er en svært bred NH strekningen ligger rundt 3,450 cm ^-1. Dette kan være på grunn av en uregelmessig strekking modus på grunn av nærhet av nanopartikler til protonene på amin-nitrogenet. Den Karbonyl strekningen er svært fremtredende i FTIR spekteret for mercaptoundecanoic sure belagte partiklene, men ligger rundt 1550 cm ^-1. I 3,4-diaminobenzo-enCid-capped nanopartikler, er en liten karbonyl strekning observert som er delt inn i band, men den viktigste funksjonen er den karakteristiske OH strekningen som oppstår rundt 3300 cm ^-1.

Nanopartikler med en 5 nm radius CdS skall og enten oleylamin (svart) eller mercaptoundecanoic syre (rød) som surfaktant er observert i figur 18. Nanopartiklene er spredt i toluen for oleylamin og etanol for mercaptoundecanoic syre. Den overflate-plasmonresonans er nesten identisk for begge ligander med en liten utvidelse og rød skift observert for de mercaptoundecanoic syre avkortet nanopartikler i etanol.

Figur 1: absorbans spektra av gull nanopartikler En sammenligning av absorbans spektra av gull nanopartikler syntetisert med CTAC (DAS.hed linje), TTAC (heltrukket linje) og oleylamin (fin prikkete) linje tensider.

Figur 2: absorbans spektra av gull nanopartikler syntetisert med CTAC og varierende forhold mellom bæres tert-butyl-aminreduksjonsmiddel for å gull forløper Forholdet varierer fra 23.: 1 til 1: 1. Den svarte trase representerer 23: 1 gull-forhold og som mengden av reduksjonsmiddel reduserer spor endres fra mørkere til lysere blå.

Fig. 3: Sammenligning av full bredde ved halve maksimum tatt fra en gaussisk form av absorbansen linje form-spektrum X-aksen representerer forholdet mellom reduksjonsmidlet til mol gull forløper i den prøven og y-aksen er den FWHM av Gaussian passformtil absorbansen spor.

Figur 4:. TEM bilder av syntetiserte gull nanopartikler med TTAC TEM bildene er kjøpt til 200 kV akselererende spenning og målestokken er 100 nm.

Figur 5:. TEM bilder av syntetiserte gull nanopartikler med CTAC De TEM bilder er tatt på 200 KV kjøpt spenning og målestokken er 10 nm.

Figur 6: Normalisert absorbans spektra av gull nanopartikler dispergert i vann (helt til høyre svart) og diverse sølv shell tykkelser. Sølv tykkelsen øker fra høyre mot venstre (bla ck til lys blå).

Fig. 7: absorbans spektra for blandinger av gull og sølv nanopartikler ved forskjellige forhold mellom den høyeste mengden av sølvpartikler er representert ved kurve tilbake, og når mengden av gull partiklene øker, trasene blir lysere blå.

Figur 8: TEM bilder av syntetiserte gull nanopartikler belagt med sølv shell tykkelse på 3 nm i radius (øverst); 5 nm i radius (i midten), og 7 nm radius (nederst). De TEM bilder er kjøpt til 200 kV akselererende spenning og skala barer er 20 nm (øverst) og 10 nm (i midten og nederst)

/53383fig9.jpg "/>
Figur 9:. Normalisert absorbans spektra av gull nanopartikler (svarte) med skall av sølv sulfid (blå, grønn og rød) Jo tykkere sølvsulfid jo lavere plasmonresonans.

Fig. 10: Normalisert absorpsjonsspektrum av gull nanopartikler med en sølv skall og etter svovel tillegg Den svarte trase representerer gull nanopartikler, er det blå gull med et skall av sølv og den røde spor er etter tilsetning av natriumsulfid i et 2: 1 mol -forhold til sølv i skallet.

Figur 11: Normalisert absorbans spektra av sølvnanopartikler før (rød) og etter (sort) tilsetning av natriumsulfid. ong> Nanopartiklene er dispergert i vann for absorpsjon eksperimenter.

Figur 12:. TEM bilder av syntetiserte gull nanopartikler belagt med sølv sulfid skall med 5 (to øverste bilder) og 15 nm tykkelser (nederst bilde) TEM bildene er kjøpt til 200 kV akselererende spenning og skala barer er 50 nm (øverst) og 5 nm (nederst).

Figur 13: Normalisert absorbans spektra av gull / CdS nanopartikler. Gull nanopartikler uten CDer er vist i rødt. Den tynneste CdS skall (1 nm radius) vises i svart og som tykkelsen øker, sporene går til en lysere blå.

p_upload / 53383 / 53383fig14.jpg "/>
Figur 14:. TEM bilder av syntetiserte gull nanopartikler belagt med CdS shell tykkelser av tre radius nm (øverst), 5 nm radius (i midten), og 7 nm radius (nederst) TEM bildene er kjøpt til 200 kV akselererende spenning og skalaen barer er 100 nm (øverst), 20 nm (i midten) og 5 nm (nederst).

Figur 15:. Normalisert absorbans spektra av gull nanopartikler med en 5 nm radius ZnS shell (rød kurve) Gull nanopartikler uten skall er vist i svart. Den blå kurven er den samme gull nanopartikkelprøve belagt med CdS av samme tykkelse.

Figur 16: TEM bilder av syntetisert gull nanoparticles belagt med en ZnS skall med 5 nm radius tykkelse. De TEM bilder er kjøpt til 200 kV akselererende spenning og skala barer er 100 nm (øverst), 10 nm (nederst).

Figur 17:. FTIR spektra av nanopartikler med oleylamin (sort), mercaptoundecanoic syre (blått), og 3,4-diaminobenzosyre (rød) er vist på FTIR-spektra er tatt på faste prøver av tørkede nanopartikler.

Fig. 18: Normalisert absorpsjonsspektrum av gull nanopartikler med en radius på 5 nm CdS skall og forskjellige overflateligandene, oleylamin i sort og mercaptoundecanoic syre i rødt spektra er ervervet i toluen (oleylamin) og etanol (mercaptoundecanoic syre) løsningsmidler hhv.Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Discussion

gull nanopartikler

For å sikre høy kvalitet kjerne skallnanopartikler, må en monodispers prøve av gull nanopartikler først syntetiseres som et templat. ^28,29,30 Vi modifisert gull nanopartikkel-syntese for å fremstille langkjedede tertiære aminer-capped nanopartikler i stedet for oleylamin-avkortet nanopartikler. Oleylamin-avkortet nanopartikler viser en ganske smal plasmonresonans, en indikasjon på monodisperse størrelsesområde, men partiklene syntetisert via reduksjon under anvendelse av tert-butyl-amin og i nærvær av produsere langkjedede tertiære aminer avkortet nanopartikkel viser et betydelig snevrere resonanstoppen . Den variasjon av størrelser kan gi unøyaktigheter i beregnede forløper volumer for shell materiale. For ytterligere å optimalisere utgangs gull mal, en undersøkelse på effekten av reduksjonsmidlet til gull-forhold på FWHM av kolloidalt gull løsning absorpsjonsspekteret. Reduksjonsmiddelet beløp ogsåser ut til å påvirke størrelsen av de dannede nanopartikler, de lengste bølgelengde løsninger viser også en større FWHM som indikerer en stor størrelsesfordeling. FWHM er direkte avhengig av reduksjonsmidlet forholdet, med et forhold på 1: 1, og viser den minste bredde. Som sikrer at der støkiometriske ekvivalenter av boran-tert-butyl-amin og HAuCl ₄ kan gi en mer jevn reduksjon av hastighet og produserer nucleates med en snever størrelsesfordeling. Lite observerbar størrelse eller geometrisk variasjon sees innen prøvene syntetisert med CTAC eller kortere karbonkjede TTAC, men TTAC partiklene har en litt større diameter (25 nm) sammenlignet med de CTAC belagte partikler (16 nm) Bildene ble analysert ved hjelp ImageJ programvare for å finne at partiklene skal være enkelt krystallinsk med gitteravstand på omtrent 2,3 å (litteratur-verdi = 4,07 å). Partiklene er monodisperse med et standardavvik fra den midlere diameter på 0,02 nm for TTAC prøver og en slightly høyere avvik på 0,4 nm for CTAC prøvene. Det er noen partikkel overlapping men samlet, kan svært lite aggregering holdes. Mulige problemer med denne metode ligger i den nøyaktighet som trengs i måling av reduksjonsmiddel. Hvis en for høy konsentrasjon av reduksjonsmiddel brukes, vil en polydispers prøve fremstilles og for lav konsentrasjon vil senke reaksjonsutbytte. Det syntetiske metode for å produsere gull nanopartikler kan utvides til studier på effekten av å endre karbonkjedelengde. Våre data viser en signifikant størrelse avhengighet av kjedelengden. En 10 nm forskjell i det fremstilte nanopartikkeldiameteren er sett bare ved å endre karbonkjede med to karbonatomer.

sølv skall

Siden sølv skallene må også bli omdannet til et amorft sølvsulfid skall i det etterfølgende trinn, må den syntesemetode er både robust og repeterbare. Det har vist seg at partikler belagt med CTAC kan gi en template for jevn vekst av en sølv nanocubes på grunn av dannelsen av gullpartikler med både {100} og {111} krystall plan orientering og bedre vekst på {111} fasetter. Gullpartiklene viser hovedsakelig {111} fasetter. Dette gjør det mulig for akselerert vekstrater for sølv deponering. Her har denne metoden vært benyttet til å fremstille avstembare, sfæriske skall av sølv ut mot gull nanopartikkelkjerner. Først ble en serie av skjell med økende tykkelse produsert for å overvåke forskyvning av overflate-plasmonresonans. Et blått skift i spekteret til omtrent 60 MeV er observert for overflate-plasmonresonans, fra den karakteristiske gull topp ved 2,38 eV til omkring 3,0 eV med den tykkeste sølv skallet. For å sikre at dette skiftet er ikke på grunn av dannelsen av små sølvnanopartikler, er løsninger med varierende prosenter av gull og sølv nanopartikler laget og overvåkes ved hjelp av UV-Vis spektra. Observasjon av plasmon skift med en blanding av gull og sølv nanopartikkel sh¬ ger at plasmon ikke gradvis overgang til høyere energier, men snarere avtar eller øker i intensitet når forholdet mellom enten nanopartikkelen er endret. Hvis flertall sølvnanopartikler er til stede i blandingen, enn toppen ved 3,06 eV er mer fremtredende, men ingen endring i posisjonen av gull Plasmon inntreffer. Når deponering av sølv på gull overflate oppstår, gull PLASMON røde skift og utvider, inntil en andre sølv topp er dannet. Til slutt med tykk sølvdekning, er gull plasmon elimineres og bare en plasmon topp ved 3,06 eV observeres. TEM-bilder ble analysert ved hjelp av ImageJ programvare for å finne at partiklene skal være enkelt krystallinsk med gitteravstand på en tilnærmet 4.13 til 4.3 Å lik den i fcc sølv, ³¹ samt et fravær av isolerte sølvpartikler. De indre gull nanopartikler ble også analysert for å finne at avstanden var litt mindre enn de nakne gull nanopartikler med verdier fra 3,6 til 4 Å. Dette kan skyldesen liten mengde stress sted på nanopartiklene når skallet er avsatt. Samlet skalltykkelsen virker ensartet og hovedsakelig sfæriske med noen få prøver med en svakt asymmetrisk skall med en langstrakt ende. Denne forlengelse er mer uttalt i de mindre shell størrelser, da de større skalltykkelse synes å være mer ensartet. Denne prosedyren er enkel, men mye omsorg må tas for å sikre høy presisjon i reaktant beløp. Dannelsen av isolerte sølvnanopartikler er mulig hvis en for høy konsentrasjon reduksjonsmiddel anvendes, eller en for høy sølv-ion-konsentrasjon. Det overflateaktive middel på gullpartiklene synes ikke å påvirke dannelsen av sølv skjell, men hvis den kolloidale oppløsningen er blitt omrørt sølvet kan bli fanget i de bobler som dannes på toppen av oppløsningen, redusere presisjonen av de tilsatte mengder . Nanocubes og andre former kan også dannes dersom temperaturen i oppløsningen økes i tillegg.

Sølvsulfid shell

Når kolloidale løsninger av Au / Ag kjernen shell nanopartikler er syntetisert, kan nanopartikkel skallet deretter konverteres til Ag ₂ S. Tre separate ruter for å omdanne sølv, sølv-sulfid ble studert og karakterisert gjennom UV-Vis-absorpsjon-spektroskopi, for å sikre en reproduserbar og robust omdannelse til et amorft sølvsulfid skall. Den plasmonresonans av nanopartiklene har blitt rapportert til rød skift med økende skalltykkelsen på grunn av endringen i brytningsindeksen fra Ag Ag til _to S og bandet gap av sølvsulfid, som er rundt 1,1 eV for bulk. Den første metoden benyttet ble dråpevis tilsetning av vandig natriumsulfid til den kolloidale blandingen av Au / Ag kolloider. Natriumsulfid er en billig svovelkilde som ville tillate for reaksjonen som skal gjennomføres uten en faseendring. Den plasmon topp røde skift med økende dekning av sølvsulfid på grunn av virkningen av den større brytnings jegndex av sølvsulfid og bidraget fra halvlederbåndgapet. Mengden av sølvsulfid som brukes er beregnet basert på antall mol av sølv som er tilstede i skallet. Et interessant fenomen oppstår når en stor mengde av svovel ioner, noe som ville være nødvendig for tykkere skall, er igjen i løsning med gull sølvnanopartikler. Nanopartikler synes å oppløse, observert som en eliminering av enhver Plasmon absorpsjon. Når svovel oppløsning tilsettes til kolloidene, er et bredt spektrum særpreg observert. For ytterligere å studere dette fenomenet vandig natriumsulfid blir også tilsatt til en oppløsning av sølvnanopartikler. En alternativ svovel forløper er tioacetamid, som har blitt benyttet som en svovel ionekilde i forskjellige organiske reaksjoner. Dette kan tilveiebringe en vandig og mindre reaktiv svovelkilde som tilveiebringer mer nøyaktig kontroll og skall eliminere oppløsningen av nanopartikler i løsning. Konvertering av Au / Ag kolloider til Au / Ag ₂ S viste seg vellykketmen det samme fenomen ble observert ved bruk av tioacetamid som svovel forløper. Dette problemet kunne vært unngått med nøye hensyn til reaksjons mengder, men en alternativ metode ble benyttet som tilbød lik kontroll over Forsvovlingen av sølv skallet. Når elementært svovel ble oppløst i en toluenoppløsning med oleylamin og oljesyre, kan sølvet skallet omdannes til sølvsulfid med oleat passivering. De resulterende nanopartikler kan deretter isoleres via sentrifugering og redispergeres i heksan eller toluen. Absorpsjonsspekteret var lik de som er vist i figur 9. Nanopartiklene ble deretter analysert via TEM. Generelt sølvsulfid skall har en tendens til å være litt større enn de foregående sølv skallene, men meget ensartet sfærisk og med et standardavvik på 1,8 nm. De indre gull nanopartikler også beholdt sin singel krystallinitet med avstand på 3,51 Å. Denne fortsatte sammentrykning av gull gitterstøtter teorienat øket stress fra skallet forårsaker en komprimering av gull partikkelen.

Kadmiumsulfid og sinksulfid betale via kationebytter

Den sølvsulfid ble deretter omdannet til kadmiumsulfid via litteraturmetode. ⁹ Absorbansen blir hovedsakelig særpreg for tykkere skall med brede skuldre som danner rundt 2,5 eV. Disse forskyvninger kan tilskrives endringer i brytningsindeksen og dielektriske omgivelser i nanopartikkel og den høyere energi "pukler" kan være på grunn av direkte absorpsjon av halvleder skallet. Disse spektroskopiske forandringer kan brukes til å estimere omtrent den fremstilte skalltykkelsen. Nanopartiklene ble videre undersøkt via TEM. CDS skall analyse viste avstand på 6,00 Å i gjennomsnitt, i samsvar med sink-Blende krystallstruktur. Skallene viser høy monodispersitet i hver tykkelse og ingen aggregering av nanopartikkel blir observert. Noen nanoparticles viste en liten flekk hvor det synes å være en mangel på shell dekning. Dette kan være forårsaket av en manglende evne for kationbytte å forekomme på dette område på grunn av sølvsulfid at det er krystallinsk i noen regioner i motsetning til amorf. Noen partikler ser ut til å avvike fra en sfærisk geometri med en litt større bredde, eventuelt strukturert etter sølvsulfid malen som hadde større avvik ut av de tre skall arter. Vesentlige endringer i absorpsjon er observert etter kationbytting. De haler av både absorpsjon spekteret begynner å øke eksponentielt ved energier høyere enn 2,5 eV med ZnS skallet viser dobbelt absorpsjon av CDS skjell. Nanopartiklene ble analysert videre med TEM. Den ZnS shell Analysen viste avstand på 5,31 Å i gjennomsnitt, noe som er konsistent med sink-Blende krystallstruktur. Skallene er ensartet med en gjennomsnittlig diameter på omkring 10 nm. Skallene er mye tynnere enn CDer skjell som er due til den nedre mengden av elektroner i den lettere sink sammenlignet med kadmium. Inhomogeniteter fremdeles forekommer på noen få partikler som kan være på grunn av enten pre-eksisterende mangler ved sølvsulfid skallet eller lengre reaksjonstid og høyere temperaturer som kreves for ZnS kation-utvekslingsreaksjon. Skallene kan endres til enhver gruppe II-IV halvledere, slik at for en mer omfattende undersøkelse av fysiske og optiske egenskaper som en funksjon av det lokale dielektriske omgivelser.

ligand Utveksling

Funksjonalisering av den ytre overflaten av skallet utføres via ligand utveksling. FTIR fungert som den viktigste karakter teknikk, for å identifisere det som kjemisk art er tilstede på overflaten. Bruken av nukleofile bindingsgrupper for å sikre en sterk binding til skallet overflate som ikke vil falle av over tid. To forskjellige typer av funksjonelle grupper ble plassert på partiklene, enten en karboksylsyre eller et amin.Nanopartiklene ble vasket med metanol for å fjerne eventuelt overskudd av ligand til stede ved slutten av utvekslingen. Nanopartikler med oleylamin som overflate ligand var oppløselige i ikke-polare oppløsningsmidler slik som kloroform, heksan eller toluen. En fullstendig ligand utveksling kan bekreftes gjennom en endring i løselighet i polare løsningsmidler slik som vann eller etanol. Absorpsjon spekteret viser at partiklene opprettholde sin plasmon resonans, rundt 550 nm for nanopartikler med en 5 nm skall av CDer. Dette ligand veksling kan utføres med fargestoffer eller andre chromophore med liknende nukleofile funksjonaliteter. Som med alle ligand utvekslingsmetoder, er irreversibel aggregasjon alltid en mulighet, og kan forebygges ved å begrense antall vasketrinn og Metning av oppløsningen med den ønskede ligand. Liganden som er ønsket å være bundet til overflaten må også ha en høyere affinitet for nanopartikkeloverflaten enn det native oleylamin.

denne teknikk;e er en enkel modifikasjon av en tidligere utviklet fremgangsmåte for å produsere høykvalitets-hybridnanopartikler. Metoden har blitt diskutert tidligere, men problemer som kan hindre reproduserbarhet, partikkel stabilitet og monodispersitet, forsatt. Denne grundige studier viser at et godt karakterisert og monodispers prøve av gull må først anvendes for å sikre høy kvalitet prøver. Bruke CTAC som surfaktant for gull nanopartikler gir høy monodispersitet samtidig som muliggjør enkel deponering av sølv med nanometer presisjon. Sølv kan avsettes på gull for å danne sfæriske skall med områder på 1 til> 20 nm i diameter og høy stabilitet i vandige oppløsninger. Sølvet skallet er malen for omdannelse til et amorft sølvsulfid. Nanopartiklene kan deretter overføres til den organiske fase etter forsvovling av sølv skallet i nærvær av oleat overflateaktivt middel for å fremstille en amorf skall av litt større size enn den foregående sølv skallet. Karakterisering via UV-vis spektroskopi og absorbans TEM gir mulighet for korrelasjon av de Plasmon topp med fysiske størrelsesparametre. Denne robuste fremgangsmåte kan også utvides til andre shell-arter, slik som bly eller jern i tillegg. Denne fremgangsmåten kan gi grunnlag for en ny generasjon av enheter der i stedet for å måtte legge til flere arter for å optimalisere ytelsen, kan kjernen skallet arter skreddersys i stedet åpner for mer lettvinte utstyrsdesign ved å redusere mengden av materiale som trengs. Disse partiklene vil også gi en plattform for binding av andre materialer for studier av avstandsavhengig plasmonic forbedring med halvlederlaget fungerer som en spacer mellom chromophore og gull overflate.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
MilliQ Water	Millipore	Millipore water purification system	water with 18 MΩ resistivity was utilized in all experiments
Gold(II) chloride trihydrate	Sigma Aldrich	520918	used as gold precursor for nanoparticle synthesis
Cetyl trimethyl ammonium chloride (CTAC)	TCI America	H0082	used as surfactant for gold nanoparticles
Borane tert butyl amine	Sigma Aldrich	180211	used as reducing agent for gold nanoparticles
Silver nitrate	Sigma Aldrich	204390	used as silver source for shell application
Ascorbic acid	Sigma Aldrich	A0278	used as reducing agent for silver shell application
Sulfur powder	Acros	199930500	used as sulfur source for silver sulfide shell conversion
Oleylamine	Sigma Aldrich	O7805	used as surfactant for silver sulfide shell conversion
Oleylamine	Sigma Aldrich	364525	used as surfactant for silver sulfide shell conversion
cadmium nitrate tetrahydrate	Sigma Aldrich	642405	used as cadmium source for cation exchange
zinc nitrate hexahydrate	Fisher Scientific	Z45	used as zinc source for cation exchange
11-Mercaptoundecanoic acid	Sigma Aldrich	450561	used as water soluable ligand during ligand exchange
3,4-diaminobenzoic acid	Sigma Aldrich	D12600	used as water soluable ligand during ligand exchange
UV-Vis absorption spectrophotometer	Cary	50 Bio	used to monitor absorption spectrum of colloidal solutions
JEOL TEM 2100	JEOL	2100	used to analyze size of synthesized nanoparticles. TEM grids were purchased from tedpella
FTIR spectrophotometer	Perkin Elmer	Spec 100	used to monitor chemical compostion of nanoparticle surface after ligand exchange.