Name: Plazmonik Altın-Kalay Alaşımı Nanopartiküllerinin Sulu Sentezi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-15T14:40:00.000+00:00
Duration: 3 min 54 s
Description: Keşfedin, hafif koşullarda su ortamında plazmonik özellikleri ayarlanabilir altın-kalay alaşımı nanopartiküllerinin sentezini. Bu yöntem sürdürülebilir nanomalzemeler için çevre dostu bir yaklaşım sunar.

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

Bu çalışma, Deniz Araştırmaları Ofisi tarafından verilen Donanma Bakanlığı ödülleri N00014-20-1-2858 ve N00014-22-1-2654 ile ilgilidir. Karakterizasyon, kısmen Grant 2216240 kapsamındaki Ulusal Bilim Vakfı Büyük Araştırma Enstrümantasyon programı tarafından desteklenmiştir. Bu çalışma aynı zamanda Massachusetts Lowell Üniversitesi ve Massachusetts Topluluğu tarafından da kısmen desteklendi. UMass Lowell Çekirdek Araştırma Tesislerine minnettarız.

Çalışmada kullanılan ekipman ve reaktifler Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Sitrat başlıklı Au nanopartikül tohumlarının Turkevich sentez yöntemi
<ol><li>Cam eşyaların temizlenmesi<ol><li>Cam malzemeleri ve karıştırma çubuklarını aqua regia (HNO3: HCl'nin 1: 3 mol oranı) kullanarak temizleyin.</li>
		<li>Koku kalmayana kadar ultra saf su ile durulayın ve kullanmadan önce kurulayın.</li>
	</ol></li>
	<li>Reaktif çözeltilerinin hazırlanması<ol><li>Temiz ve etiketlenmiş 20 mL'lik bir cam sintilasyon şişesine analitik bir terazi kullanarak 39.4 mg HAuCl4∙3H2O ölçün. 10 mM'lik bir çözelti hazırlamak için, çözeltiye 10 mL ultra saf su mikropipetleyin.</li>
		<li>Analitik bir terazi kullanarak 58,8 mg trisodyum sitrat dihidratı temiz ve etiketlenmiş 20 mL'lik bir cam sintilasyon şişesine ölçün. 100 mM'lik bir çözelti hazırlamak için, çözeltiye 10 mL ultra saf su mikropipetleyin.</li>
		<li>30 saniye boyunca kullanmadan önce her iki öncü çözeltiyi de sonikleştirin; Toplam reaktif çözünmesinin gerçekleştiğini görsel olarak onaylayın.</li>
	</ol></li>
	<li>Au tohumlarının sentezi<ol><li>Temiz bir 25.4 mm politetrafloroetilen (PTFE) karıştırma çubuğunu 250 mL'lik temiz bir yuvarlak tabanlı şişeye yerleştirin.</li>
		<li>Şişeye 58.56 mL ultra saf su ekleyin.</li>
		<li>Bu şişeyi bir karıştırma plakasına yerleştirilmiş 120 V 250 mL'lik bir ısıtma mantosuna taşıyın.</li>
		<li>Isıtma mantosunu monte edin ve bağlı ısı kontrol cihazını 640 rpm'de karıştırarak 138 °C'ye ayarlayın.</li>
		<li>Yuvarlak tabanlı şişenin üstüne bir kondansatör takın, bir standa sabitleyin ve kondansatörden su akıtın.</li>
		<li>Su 100 °C'de kaynadığında ve reaksiyon geri akışta olduğunda, kondansatörü kısa bir süre çıkararak 10 mM HAuCl4'ün 1,2 mL'sini doğrudan çözeltiye pipetleyin.</li>
		<li>Reaksiyonun geri akışa dönmesine izin verin, ardından kondansatörü ayırın.</li>
		<li>Tek bir ilavede 480 μL 100 mM trisodyum sitrat çözeltisini bir kerede hızlı bir şekilde enjekte edin. NOT: Tutarlı, monodispers partikül oluşumunu sağlamak için 100 mM trisodyum sitrat, tek bir enjeksiyonla hızlı bir şekilde eklenmelidir.</li>
		<li>Kondansatörü hemen şişeye geri yerleştirin ve çözeltinin 8 dakika geri akmasına izin verin. NOT: Sitrat enjeksiyonundan yaklaşık 2 dakika sonra, son renk bordo olmak üzere koyu mor-kırmızıya doğru gözle görülür bir renk değişikliği gözlenmelidir.</li>
		<li>8 dakika sonra, yuvarlak tabanlı şişeyi ısıtma mantosundan çıkarın ve oda sıcaklığına dönmesine izin verin.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Au-Sn bimetalik nanopartiküllerin sentezi
<ol><li>Öncü çözeltilerin hazırlanması<ol><li>Ağırlıkça% 10 polivinilpirolidon (PVP) çözeltisi hazırlamak için aşağıdaki adımları gerçekleştirin:<ol><li>Temiz ve etiketlenmiş 20 mL'lik bir cam parıldama şişesine analitik bir terazi kullanarak 0,1 g PVP'yi doğru bir şekilde ölçün.</li>
			<li>Şişeye 1 mL ultra saf su mikropipetleyin. Tamamen çözünmesi için 1 dakika boyunca sonikate.</li>
		</ol></li>
		<li>5 mM SnCl4 çözeltisi hazırlamak için aşağıda belirtilen adımları izleyin:<ol><li>Bir mikropipet kullanarak, 7,5 mL ultra saf suyu 20 mL'lik temiz bir parıldama şişesine aktarın.</li>
			<li>Bir mikropipet kullanarak şişeye hızlı bir şekilde 4.34 μL SnCl4 enjekte edin ve çözeltiyi tamamen eriyene kadar döndürün. DİKKAT: SnCl4 çözeltisi, aşındırıcılığı, dumanı ve reaktifin ayrışmasına yol açabilecek ortam koşullarındaki reaktivitesi nedeniyle çeker ocakta kullanılmalıdır.</li>
		</ol></li>
		<li>260 mM NaBH4 çözeltisi hazırlamak için aşağıdaki adımı izleyin:<ol><li>Temiz ve etiketlenmiş 20 mL'lik bir cam sintilasyon şişesine analitik terazi kullanarak 20 mg NaBH4'ü doğru bir şekilde ölçün. NOT: NaBH4 çözeltisi, numuneye enjeksiyondan hemen önce hazırlanır.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>Bimetalik nanopartiküllerin oluşumu<ol><li>6 mL Au tohumu ve karşılık gelen miktarda ultra saf suyu 12,7 mm PTFE karıştırma çubuğu ile 20 mL'lik temiz bir cam parıldama şişesine pipetleyin. NOT: Ultra saf su, PVP, SnCl4 ve NaBH4 miktarı, yapılan %Au-Sn çözeltisine bağlıdır ve Tablo 1'de bulunabilir.</li>
		<li>Şişeyi bir karıştırma plakasına yerleştirin ve 1.500 rpm'de karıştırmaya başlayın.</li>
		<li>Uygun miktarda ağırlıkça% 10 PVP'yi reaksiyon şişesine pipetleyin.</li>
		<li>5 mM SnCl4çözeltisinin karşılık gelen miktarını reaksiyon şişesine ekleyin.</li>
		<li>Reaksiyon şişesini çıkarın ve sıkıca kapatın ve 10 dakika boyunca 60 ° C'lik bir sıcak su banyosuna koyun. NOT: Bu adım sırasında karıştırma çubukları şişelerde kalabilir.</li>
		<li>10 dakika sonra, şişeyi sıcak su banyosundan çıkarın, kapağını açın ve 1.500 rpm'de karıştırma plakasına geri yerleştirin.</li>
		<li>Katı NaBH4 içeren şişeye 2,03 mL ultra saf su ekleyin, sıkıca kapatın ve eriyene kadar çalkalayın.</li>
		<li>260 mM NaBH4 çözeltisini hemen tek bir hızlı enjeksiyonla reaksiyon şişesine pipetleyin ve 30 saniye boyunca karıştırılmasına izin verin. NOT: Çözelti, kabarcık oluşumu ile bordodan sarı-turuncuya renk değiştirir.</li>
		<li>Reaksiyon şişesini karıştırma plakasından çıkarın, gevşek bir şekilde kapatın ve 20 dakika boyunca 60 ° C'lik bir sıcak su banyosuna koyun.</li>
		<li>20 dakika sonra, şişeyi sıcak su banyosundan çıkarın.</li>
		<li>Karıştırma çubuğunu reaksiyon şişesinden çıkarın.</li>
		<li>Karakterizasyondan önce çözeltinin oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Plazmonik bimetalik nanopartiküllerin optik karakterizasyonu
<ol><li>Kuvars küvette ultra saf su kullanarak cihazı boş olarak sıfırlayın ve bir arka plan düzeltmesi yapın.</li>
	<li>200-700 nm aralığında UV görünür spektrumu elde etmek için numuneyi 1 cm yol uzunluğuna sahip temiz bir kuvars küvete aktarın.</li>
</ol>4. Plazmonik bimetalik nanopartiküllerin yapısal karakterizasyonu
<ol><li>Uygun miktarda numuneyi bir mikropipet kullanarak 2.0 mL'lik bir mikrosantrifüj tüpüne aktarın ve oda sıcaklığında 5.510 x g'da 8 dakika boyunca santrifüjleyin.</li>
	<li>8 dakika sonra, peleti bozmadan bir pipet kullanarak süpernatanı tüpten çıkarın. Peletler tüplerin dibinde bırakılır.</li>
	<li>Pelet ve girdap içeren tüplere 1.50 mL ultra saf su ekleyin.</li>
	<li>Numuneleri tekrar 5,510 x g'da 8 dakika santrifüjleyin.</li>
	<li>Tamamlandıktan sonra, süpernatantın çoğunu çıkarın ve her tüpte konsantre bir numune bırakın. Yaklaşık 200 μL konsantre partikül kolloid kalmalıdır.</li>
	<li>Bir pipet kullanarak, konsantre numuneleri sıfır arka planlı bir silikon tutucuya aktarın.</li>
	<li>Tutucuyu tamamen kuruması için üstü açık olarak bir kurutucuya yerleştirin.</li>
	<li>Kuruduktan sonra, veri toplamak için numuneyi X-ışını difraktometresine yerleştirin. X-ışını kaynağı olarak 1.54 şdalga boyuna sahip bir Cu Kα , 10 ° -90 ° 2θ aralığında 1 ° dk-1 tarama hızına sahip kullanıldı.</li>
</ol>5. Plazmonik bimetalik nanopartiküllerin görüntülenmesi
<ol><li>Numunenin uygun bir miktarını bir mikropipet kullanarak 2.0 mL'lik bir mikrosantrifüj tüpüne aktarın ve 8 dakika boyunca 5.510 x g'da santrifüjleyin (RT'de).</li>
	<li>8 dakika sonra, peleti bozmadan bir pipet kullanarak süpernatanı tüpten çıkarın. Peletler tüplerin dibinde bırakılır.</li>
	<li>Pelet içeren tüplere 1,5 mL ultra saf su ekleyin ve yeniden süspanse etmek için girdap ekleyin.</li>
	<li>Numuneleri 8 dakika boyunca 5.510 x g'da tekrar santrifüjleyin.</li>
	<li>Tamamlandıktan sonra, süpernatantın çoğunu çıkarın ve pelet kalan süpernatan içine homojen bir şekilde dağılana kadar numuneyi sallayarak tüpü manuel olarak çalkalayın. Her tüpte konsantre numuneyi geride bırakın.</li>
	<li>Bir mikropipet kullanarak, konsantre numunenin 10 μL'sini bir Cu Karbon Tip-B transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ızgarasına pipetleyin.</li>
	<li>Izgarayı kuruması için yaklaşık 2 saat boyunca üstü açık olarak bir kurutucuya yerleştirin. NOT: Örnek görüntüleme, 100 kV hızlanma voltajına sahip bir TEM kullanılarak gerçekleştirilmiştir; ImageJ yazılımı kullanılarak polidispersite ve boyut analizi için ek analiz yapıldı.</li>
</ol>

Plazmonik Altın-Kalay Alaşımı Nanopartiküllerinin Sulu Sentezi

<ol><li>Fonseca Guzman, M. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon+manipulation+by+post-transition+metal+alloying%5BTitle%5D)+AND+%22Matter%22%5BJournal%5D)">Plasmon manipulation by post-transition metal alloying.</a> Matter. 6 (3), 1-17 (2023).</li>
<li>Branco, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+gold-tin+alloy+nanoparticles+with+tunable+plasmonic+properties%5BTitle%5D)+AND+%22STAR+Protoc%22%5BJournal%5D)">Synthesis of gold-tin alloy nanoparticles with tunable plasmonic properties.</a> STAR Protoc. 4 (3), 102410(2023).</li>
<li>Kelly, K. L., Coronado, E., Zhao, L. L., Schatz, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+optical+properties+of+metal+nanoparticles%3A+The+influence+of+size%2C+shape%2C+and+dielectric+environment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+B%22%5BJournal%5D)">The optical properties of metal nanoparticles: The influence of size, shape, and dielectric environment.</a> J Phys Chem B. 107 (3), 668-677 (2003).</li>
<li>Linic, S., Christopher, P., Xin, H., Marimuthu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+and+photocatalytic+transformations+on+metal+nanoparticles+with+targeted+geometric+and+plasmonic+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Acc+Chem+Res%22%5BJournal%5D)">Catalytic and photocatalytic transformations on metal nanoparticles with targeted geometric and plasmonic properties.</a> Acc Chem Res. 46 (8), 1890-1899 (2013).</li>
<li>Naldoni, A., Shalaev, V. M., Brongersma, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applying+plasmonics+to+a+sustainable+future%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Applying plasmonics to a sustainable future.</a> Science. 356 (6341), 908-909 (2017).</li>
<li>King, M. E., Fonseca Guzman, M. V., Ross, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Material+strategies+for+function+enhancement+in+plasmonic+architectures%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Material strategies for function enhancement in plasmonic architectures.</a> Nanoscale. 14 (3), 602-611 (2022).</li>
<li>Zhou, M., Li, C., Fang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noble-metal+based+random+alloy+and+intermetallic+nanocrystals%3A+Syntheses+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Rev%22%5BJournal%5D)">Noble-metal based random alloy and intermetallic nanocrystals: Syntheses and applications.</a> Chem Rev. 121 (2), 736-795 (2020).</li>
<li>Cortie, M. B., McDonagh, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+optical+properties+of+hybrid+and+alloy+plasmonic+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Rev%22%5BJournal%5D)">Synthesis and optical properties of hybrid and alloy plasmonic nanoparticles.</a> Chem Rev. 111 (6), 3713-3735 (2011).</li>
<li>Leitao, E. M., Jurca, T., Manners, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalysis+in+service+of+main+group+chemistry+offers+a+versatile+approach+to+p-block+molecules+and+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Chem%22%5BJournal%5D)">Catalysis in service of main group chemistry offers a versatile approach to p-block molecules and materials.</a> Nat Chem. 5 (10), 817-829 (2013).</li>
<li>Melen, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frontiers+in+molecular+p-block+chemistry%3A+From+structure+to+reactivity%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Frontiers in molecular p-block chemistry: From structure to reactivity.</a> Science. 363 (6426), 479-484 (2019).</li>
<li>Turkevich, J., Stevenson, P. C., Hillier, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+study+of+the+nucleation+and+growth+processes+in+the+synthesis+of+colloidal+gold%5BTitle%5D)+AND+%22Farad+Disc%22%5BJournal%5D)">A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold.</a> Farad Disc. 11, 55-75 (1951).</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir rakip çıkar beyan etmezler.

Bu çalışmada Au tohumları Türkeviç yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır11. Bu yöntemin prosedürel sınırlamaları ile ilgili olarak, 480 μL'lik 100 mM trisodyum sitrat enjeksiyonunun hızlı bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Sitrat çözeltisi yavaşça enjekte edilirse, büyük bir boyut dağılımına sahip polidispers parçacıkları oluşabilir. Ek olarak, cam eşyaların temizliği, Au tohumlarının kalitesini ve kıvamını önemli ölçüde etkileyebilir. Aqua regia ile kullanılmadan önce cam eşyalar iyi temizlenmezse, Au tohumları toplanabilir ve bu da mor bir renk devam ederse görsel olarak gözlemlenebilir. Karakterizasyondan önce bu tohumların oda sıcaklığına tamamen soğumasını sağlamak çok önemlidir.
Au tohumlarının uygunluğu belirlendikten sonra, Au-Sn nanopartiküllerinin hazırlanmasında kullanılabilirler. 5 mM Sn çözeltisi yapılırken, SnCl4 enjeksiyonu bir çeker ocak içinde yapılmalı ve bozulmayı sınırlamak için SnCl4 çözeltisinin havaya maruz kalmasını en aza indirmeye özen gösterilmelidir. Çözüm, ortam koşullarında oldukça reaktiftir, aşındırıcıdır ve açıldıktan sonra duman yayar, bu nedenle çeker ocak içinde kullanım güvenlik nedenleriyle çok önemlidir. Bu sentezdeki bir diğer kritik adım, öncü çözelti 260 mM NaBH4'ün eklenmesidir. Bu, Sn'yi Au tohumlarına indirgemek için kullanılan indirgeyici ajandır, ancak NaBH4 su ile karıştırıldığında hızla bozunur. Bu nedenle, suyu katı NaBH4'e ihtiyaç duyulmadan hemen öncesine kadar beklemek ve ardından tamamen çözülür çözülmez çözelti şişesine hızla enjekte etmek çok önemlidir. NaBH4'ün çözelti içinde uzun süre maruz kalması, Sn'nin Au tohumlarına tamamen indirgenmesinde etkinlik kaybına neden olabilir.
Bu yöntemin sınırlamalarına rağmen, belirgin bir LSPR zirvesi ve yüksek kaliteli plazmonik özelliklere sahip nanopartikülleri sentezleme yeteneğine sahiptir. Güçlü plazmon aktif geçiş metallerindeki sınırlı çok yönlülük ile, geçiş sonrası metal alaşımlama, potansiyel olarak daha uygulanabilir plazmon enerjilerine 1,2,3,6,7,8 ayarlanabilirliği sağlamak için başarılı bir yöntemdir. Geçiş sonrası metal olan Sn'yi Au gibi asil bir metalle birleştirerek, daha yüksek enerjili plazmon rezonansı sergileyen bir alaşım oluşturulabilir ve bu da geçiş sonrası metal alaşımının UV bazlı uygulamaların geleceğindeki işlevsel etkisinin altını çizer. Umut, bu nanopartiküllerin kataliz, ilaç dağıtımı ve optoelektronikte kullanılabilmesidir.

Plazmonik metal nanopartiküller 1,2, ışığı büyük bir verimlilikle emme, ışığı nanometre altı hacimlere yoğunlaştırma ve katalitik reaksiyonları geliştirme yetenekleri nedeniyle kataliz, optoelektronik, algılama ve sürdürülebilirlik uygulamalarına sahiptir 3,4,5. Sadece birkaç metal verimli lokalize yüzey plazmon rezonansları (LSPR'ler) gösterir. Bunlar arasında, yaygın olarak araştırılan metallerden biri Au3'tür.
Au, diğer metallerle kararlı alaşım oluşumu ile bilinen, kapsamlı bir şekilde incelenmiş bir soy metaldir. Bununla birlikte, Au LSPR görünür ve kızılötesi ile sınırlıdır ve daha yüksek enerjilereayarlanamaz 6,7,8. Bu arada, geçiş sonrası metaller, soy metallerdenfarklı çeşitli ilginç reaktif ve katalitik özelliklere sahiptir 6,9,10. Au'yu geçiş sonrası metallerle alaşımlayarak, LSPR UV1'e doğru daha yüksek enerjilere ayarlanabilir. Bu protokol Au-Sn alaşımına odaklanmaktadır. Sn'nin birçok metalle kolayca alaşımlandığı bilinmektedir, UV LSPR'lere sahip olabilir ve karbondioksit indirgemesi 6,7,8 yoluyla formik asit oluşumu gibi ilginç katalitik uygulamalara sahiptir. Au ve Sn alaşımları, kimyasal indirgeme ve Sn'nin tohumlara difüzyonu yoluyla tohumlanmış bir işlem kullanılarak sentezlendi.
Bu yöntemin birincil amacı, sulu metal nanopartikül alaşımlarını sulu kimya kullanarak tezgah üstünde hızlı bir şekilde (yani birkaç saat içinde) ve tekrarlanabilir bir şekilde sentezlemektir. Başlangıçta, Au tohumları Turkevich yöntemi11 kullanılarak hazırlanır, ardından rastgele alaşım nanopartikülleri oluştururken yaygın bir strateji olan tohum bazlı difüzyon sentezi8 yapılır. Özellikle, Sn'nin alaşımlanması, daha yüksek sıcaklık, daha yüksek vakum enstrümantasyonu veya tehlikeli çözücüler gerektiren diğer yöntemlere 7,8 kıyasla basit ekipmanla ılıman bir ortamda nispeten kısa bir süre (~ 30 dakika) gerektirir. Bu işlem, külfetli çevresel kontrollere ihtiyaç duymadan ılıman, sulu koşullarda gerçekleştirilebilir. Elde edilen Au-Sn alaşımları, Sn içeriğini manipüle ederek kontrol edilebilen tutarlı morfolojiye, boyuta, şekle ve optik özelliklere sahiptir.

<table><tbody><tr><td>Basix Mikrosantrifüj Tüpleri</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat # 02-682-004</td><td></td></tr><tr><td>Cary 100 UV görünür Spektrofotometre</td><td>Agilent Technologies</td><td>Cat # G9821A; RRID:SCR_019481</td><td></td></tr><tr><td>Cary</td><td>WinUV Agilent Technologies</td><td></td><td>https://www.agilent.com/en/product/molecular-spectroscopy/uv-vis-uv-visnir-spectroscopy/uv-vis-uv-vis-nirsoftware/cary-winuv-softwar</td></tr><tr><td>Kristalografi Açık Veritabanı</td><td>CrystalEye</td><td>RRID: SCR_005874</td><td>http://www.crystallography.net/</td></tr> <tr><td>Cu Karbon Type-B Izgaraları (200 ağ, 97 & m ızgara delikleri)</td><td>Ted Pella</td><td>Cat#01811</td><td></td></tr><tr><td>Direct-Q 3 UV-R Su Arıtma Sistemi</td><td>MilliporeSigma</td><td>Cat#ZRQSVR300</td><td></td></tr><tr><td>Entris Analitik Terazi</td><td>Sartorius</td><td>Cat#ENTRIS64I-1SUS</td><td></td></tr><tr><td>Cam yuvarlak tabanlı şişe (250 mL)</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat#FB201250</td><td></td></tr><tr><td>Cam parıldama şişeleri</td><td>Wheaton</td><td>Cat#986548</td><td></td></tr><tr><td>Hidroklorik asit (HCl, NF/FCC)</td><td>Fisher Scientific</td><td>CAS: 7647-01-0, 7732-18-5</td><td></td></tr><tr><td>Hidrojen tetrakloroaurat (III) trihidrat (HAuCl<alt>4</alt>&amporta nokta; 3H2O, %99,99)</td><td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 16961-25-4</td><td>saflık ve stabilite tutarlılığı için bir kurutucuda tutulur</td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>Ulusal Sağlık Enstitüsü</td><td>RRID: SCR_003070</td><td>https://imagej.nih.gov/ij/download.html</td></tr><tr><td>Isotemp GPD 10 Sıcak Su Banyosu</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat#FSGPD10</td><td></td></tr><tr><td>Isotemp Sıcak Plaka Karıştırıcı</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat#SP88857200</td><td></td></tr><tr><td>Mili-Q Ultra Saf Su (18,2 M&Omega;-cm)</td><td>Su arıtma sistemi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Miniflex X-Işını Difraktometresi</td><td>Rigaku</td><td>RRID:SCR_020451</td><td>https://www.rigaku.com/products/xrd/miniflex</td></tr><tr><td>Model 5418 Mikrosantrifüj</td><td>Eppendorf</td><td>Cat#022620304</td><td></td></tr><tr><td>Nitrik asit (HNO3, Sertifikalı ACS Plus)</td><td>Fisher Scientific</td><td>CAS: 7697-37-2, 7732-18-5</td><td></td></tr><tr><td>Isıtma Mantosu için Açma/Kapama Sıcaklık Kontrol Cihazı</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat #11476289</td><td></td></tr><tr><td>Optifit Raflı Pipet Uçları (0.5-200 ve mikro; L)</td><td>Sartorius</td><td>Cat # 790200</td><td></td></tr><tr><td>Optifit Raflı Pipet Uçları (10-1000 & mikro; L)</td><td>Sartorius</td><td>Cat # 791000</td><td></td></tr><tr><td>Philips CM12 120 kV Transmisyon Elektron Mikroskobu</td><td>Philips</td><td>RRID: SCR_020411</td><td></td></tr><tr><td>Pipet Tups (1-10 mL)</td> <td>ABD Bilimsel</td><td>Kedi # 1051-0000</td><td></td></tr><tr><td>Poli (vinilpirolidon) (PVP; moleküler ağırlık [MW] = 40,000)</td> <td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 9003-39-8</td>, <td>saflık ve stabilite</td></tr> <tr><td>tutarlılığı için bir desikatörde tutulurPractum Hassas Terazi</td><td>Sartorius</td><td>Cat# PRACTUM1102-1S</td><td></td></tr><tr><td>PTFE Manyetik Karıştırma Çubuğu (12,7 mm)</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat#14-513-93</td><td></td></tr><tr><td>PTFE Manyetik Karıştırma Çubuğu (25,4 mm)</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat#14-513-94</td><td></td></tr><tr><td>Kuvars Küvet (uzunluk ve süreler; genişlik ve süreler; yükseklik: 10 mm ve süreler; 12,5 mm ve kez; 45 mm)</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat#14-958-126</td><td></td></tr><tr><td>Yuvarlak Alt Isıtma Mantosu 120 V 250 mL</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat#11-476-004</td><td></td></tr><tr><td>SmartLab Studio II</td><td>Rigaku</td><td></td><td>https://www.rigaku.com/products/xrd/studio</td></tr><tr><td>Sodyum borohidrür (NaBH<alt>4</alt>, 97+%)</td><td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 16940-66-2</td>, <td>saflık ve stabilite tutarlılığı için bir kurutucuda tutulur</td></tr><tr><td>SureOne Pipet Uçları ( 0.1-10 ve mikro; L)</td><td>Fisher Scientific</td><td>Cat#02-707-437</td><td></td></tr><tr><td>Tacta Mekanik Pipet (P10)</td><td>Sartorius</td><td>Cat#LH-729020</td><td></td></tr><tr><td>Tacta Mekanik Pipet (P1000)</td><td>Sartorius</td><td>Cat#LH-729070</td><td></td></tr><tr><td>Tacta Mekanik Pipet (P10000)</td><td>Sartorius</td><td>Cat#LH-729090</td><td></td></tr><tr><td>Tacta Mekanik Pipet (P20)</td><td>Sartorius</td><td>Cat#LH-729030</td><td></td></tr><tr><td>Tacta Mekanik Pipet (P200)</td><td>Sartorius</td><td>Cat#LH-729060</td><td></td></tr><tr><td>Kalay (IV) klorür (SnCl<alt>4</alt>, %99,99)</td><td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 7646-78-8</td>, <td>çeker ocakta tutulur ve ortam koşullarına maruz kalmayı önlemek için kullanımlar arasında Parafilm ile kapatılır</td></tr><tr><td>Trisodyum sitrat dihidrat (C6H5Na3O< alt>7</alt> ve orta nokta; 2H<alt>2</alt>O, %99)</td><td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 6132-04-3</td>, <td>saflık ve stabilite tutarlılığı için bir kurutucuda tutulur</td></tr><tr><td>Sıfır Arka Plan Si Numune Tutucu</td><td>Rigaku</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

plazmonik altın-kalay alaşımı nanopartiküllerinin sulu sentezi

Aqueous Synthesis of Plasmonic Gold-Tin Alloy Nanoparticles

Bu protokol, Au nanopartikül tohumlarının sentezini ve ardından Au-Sn bimetalik nanopartiküllerin oluşumunu tanımlar. Bu nanopartiküllerin kataliz, optoelektronik, görüntüleme ve ilaç dağıtımında potansiyel uygulamaları vardır. Önceden, alaşım nanopartikülleri üretme yöntemleri zaman alıcıydı, karmaşık reaksiyon koşulları gerektiriyordu ve tutarsız sonuçlar verebiliyordu. Ana hatlarıyla belirtilen protokol ilk olarak Turkevich yöntemi kullanılarak yaklaşık 13 nm Au nanopartikül tohumlarının sentezini açıklamaktadır. Protokol daha sonra Sn'nin indirgenmesini ve Au-Sn alaşımlı nanopartiküller üretmek için Au tohumlarına dahil edilmesini açıklar. Bu nanopartiküllerin optik ve yapısal karakterizasyonu açıklanmaktadır. Optik olarak, belirgin lokalize yüzey plazmon rezonansları (LSPR'ler) UV görünür spektroskopi kullanılarak belirgindir. Yapısal olarak, toz X-ışını kırınımı (XRD), tüm parçacıkların 20 nm'den daha az olduğunu yansıtır ve Au, Sn ve çoklu Au-Sn intermetalik fazları için modeller gösterir. Küresel morfoloji ve boyut dağılımı, transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntülemesinden elde edilir. TEM, Sn dahil edildikten sonra nanopartiküllerin çapının yaklaşık 15 nm'ye kadar büyüdüğünü ortaya koymaktadır.

Şekil 1 , Au tohumları ve Au-Sn alaşımlı nanopartiküller için temsili sonuçları göstermektedir. Au tohumları sentez protokolünü takiben, LSPR'ye karşılık gelen, maksimum yaklaşık 0,7 yok olma ile 517 nm civarında belirgin, asimetrik bir absorpsiyon zirvesi gözlenir. Tepe mavisi, numunede bordodan turuncuya ve ten rengi kahverengiye belirgin bir optik renk değişikliği ile ilişkili olarak Sn ilavesiyle kayar. Eklenen Sn yüzdesinin artmasıyla zirvenin daha fazla maviye kayması ve genişlemesi gözlenir. Beklenen LSPR maksimumları, sırasıyla , , 0 ve @ Sn ilaveleri için 514 nm, 502 nm, 475 nm ve 470 nm civarındadır. @ Sn eklendiğinde, yoğun şekilde sönümlenmiş bir LSPR gözlemlenebilir. Saf Au nanopartiküllerine kıyasla daha düşük sönme katsayıları nedeniyle artan Sn miktarları ile yok olma azalır.
Tohumlar için 13 nm küresel, monodispers Au nanopartiküller elde edilir. Nanopartikül boyutu, Sn dahil edildiğinde korunan küresel bir şekil ile hafifçe büyümelidir. Boyut, Tablo 2'de belirtildiği gibi eklenen Sn miktarına bağlı olarak değişecektir. Kristal yapı verileri, yüz merkezli kübik (FCC) Au (9013036), üçgen Au5Sn (1510571) ve altıgen AuSn (1510301)1 için Açık Kristalografik Veritabanından alınan referans çubuk desenleriyle karşılaştırılır.
Au tohumları XRD modeli, (38) yansıma1 için 38° civarında bir birincil tepe ile yalnızca FCC Au ile ilgili zirveleri göstermelidir. Sn katkılı nanopartiküller için (111) pikin kayması dışında ek bir pik gözlenmez. Au5Sn intermetalik alaşımını temsil eden 40° civarında soluk bir yansıma, Sn eklendiğinde görülür. Daha belirgin Au5Sn tepe noktaları 0 ve @ Sn eklendiğinde görülebilir. @ Sn'nin üzerindeki ilaveler ayrıca AuSn intermetalik tepe noktaları sergilemelidir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66628/66628fig01.jpg"> Şekil 1: Au tohumları ve Au-Sn alaşımlı nanopartiküller için temsili sonuçlar. (A) Sn azalması üzerine gözlemlenen tipik görsel değişiklik. (B) % 10 -% 40 Sn eklenmiş Au tohumlarının ve nanopartikül çözeltilerinin farklı görsel görünümleri. (C) Nanopartiküllerin temsili transmisyon elektron mikrografları. Ölçek çubukları 100 nm'dir. (D) UV görünür spektroskopi ve (E) Au tohumları ve nanopartiküller için% 10 -% 40 Sn eklenmiş X-ışını kırınımı. Şekil Branco ve ark.2'den uyarlanmıştır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66628/66628fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"></td>
			<td>Au tohumları (mL)</td>
			<td>Ultra saf su (mL)</td>
			<td>Ağırlıkça PVP (μL)</td>
			<td>5 mM SnCl4 (μL)</td>
			<td>260 mM NaBH4 (μL)</td>
		</tr><tr><td colspan="2"> Au-Sn İlavesi</td>
			<td>6.00</td>
			<td>1.82</td>
			<td>31.9</td>
			<td>26.6</td>
			<td>153.2</td>
		</tr><tr><td colspan="2"> Au-Sn ilavesi</td>
			<td>6.00</td>
			<td>1.77</td>
			<td>35.9</td>
			<td>59.8</td>
			<td>172.4</td>
		</tr><tr><td colspan="2">0 Au-Sn İlavesi</td>
			<td>6.00</td>
			<td>1.70</td>
			<td>41.0</td>
			<td>102.5</td>
			<td>197.0</td>
		</tr><tr><td colspan="2">@ Au-SN ilavesi</td>
			<td>6.00</td>
			<td>1.61</td>
			<td>47.8</td>
			<td>159.4</td>
			<td>229.9</td>
		</tr></tbody></table>Tablo 1: Au-Sn nanopartiküllerinin sentezi için gerekli öncü çözelti hacimleri.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Örnek</td>
			<td>Çap (nm)</td>
			<td>Standart sapma (nm)</td>
			<td>Varyasyon katsayısı (%)</td>
		</tr><tr><td>Au tohumları</td>
			<td>13.3</td>
			<td>± 1.1</td>
			<td>8.3</td>
		</tr><tr><td> Sn Eklendi</td>
			<td>13.3</td>
			<td>± 1.0</td>
			<td>7.6</td>
		</tr><tr><td> Sn Eklendi</td>
			<td>13.6</td>
			<td>± 1.4</td>
			<td>10.6</td>
		</tr><tr><td>0 Sn Eklendi</td>
			<td>14.4</td>
			<td>± 1.0</td>
			<td>7.1</td>
		</tr><tr><td>@ Sn Eklendi</td>
			<td>15.8</td>
			<td>± 1.4</td>
			<td>9.0</td>
		</tr></tbody></table>Tablo 2: Nanopartikül boyut dağılımı.

Burada, altın (Au) tohumlarının sentezi Turkevich yöntemi kullanılarak açıklanmaktadır. Bu tohumlar daha sonra ayarlanabilir plazmonik özelliklere sahip altın-kalay alaşımı (Au-Sn) nanopartiküllerini sentezlemek için kullanılır.

This protocol describes the synthesis of Au nanoparticle seeds and the subsequent formation of Au-Sn bimetallic nanoparticles. These nanoparticles have ...

Araştırma odak noktamız, sürdürülebilirlik ve enerjideki büyük zorlukları etkileyen çok çeşitli unsurları içeren yeni tür nanomalzemeler tasarlamak ve yaratmaktır. Bunun birincil odak noktası, periyodik tablo boyunca farklı özelliklere sahip elementlerin nasıl karıştırılacağını anlamaktır. Alaşımlı metal nanopartiküller için çoğu sentez, yüksek sıcaklıklar, organik çözücüler gerektirir ve oksijeni uzaklaştırırız.Sentezimiz ılıman koşullarda, suda ve hafif ısıtma ile tezgah üstünde çalışır. Gelecekteki araştırmamız, bu stratejinin alaşım nanopartiküllerine birden fazla element dahil etmek ve aynı zamanda boyutlarını ve şekillerini kontrol etmek için genelleştirilebilirliğini keşfetmeye odaklanacaktır. Bunlar, yeni mülklerin kilidini açmak için çok önemlidir.

aqueous-synthesis-of-plasmonic-gold-tin-alloy-nanoparticles

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Kontrol boyutlarını ile Solüsyonu-suspendable altın nanotüpler bir hidrofobik polimer çekirdek kullanılarak gözenekli anodik alüminyum oksit (AAO) membranları içinde elektrokimyasal depolanması ile sentezlenebilir. Altın nanotüpler ve nanotüp diziler plasmonik Biyoalgılayıcı, yüzey geliştirilmiş Raman spektroskopisi, foto-termal ısıtma, iyonik ve moleküler taşıma, ve arayüz, kataliz ve elektrokimyasal algılama uygulamaları için ümit vericidir.

Şablon Ayarlanabilir IR Absorbans ile plasmonik Altın Nanotüpler Sentez Yönetmen

CdS veya ZnS'nin yarı iletken kabukları ile kaplanmış tek tip altın nanoparçacıkların sentezi gerçekleştirilir. Yarı iletken kaplama, önce bir gümüş sülfür kabuğunun biriktirilmesi ve gümüş katyonlarının çinko veya kadmiyum katyonları ile değiştirilmesiyle gerçekleştirilir.

Sentezi, Karakterizasyonu ve Hibrid Au / CdS ve Au / ZnS Çekirdek / Shell Nanopartiküller işlevselleştirilmesi

Islak kimyasal yaklaşımla üretilen çok işlevli Fe2O3-Au nanopartiküllerinin sentezini ve özelliklerini tanımlıyoruz ve lazer ışınlaması kullanarak fototermal özelliklerini araştırıyoruz. Kompozit Fe2O3-Au nanopartikülleri, mükemmel manyetik ve plazmonik özelliklere sahip çok işlevli bir yapı oluşturarak her iki malzemenin özelliklerini korur.

Çok fonksiyonlu Hibrid Fe<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; Verimli plasmonik Isıtma -Au Nanoparçacıklar

Gümüş nanocubes ve alt 10 nm boşlukları ile plasmonik nano yama antenlerin imalat kolloidal sentezi için bir protokol sunulmuştur.

Plazmonik ve Nanofotonik for Applications Nanopatch Antenlerin Kolloidal Sentezi

Burada, AuNPs agregasyonu olmadan katmanlı titanat filmlerin ara kat alanı içinde altın nano partiküller (AuNPs) yerinde sentezi için bir protokol mevcut. Hiçbir spektral değişiklik bile 4 ay sonra gözlenmiştir. sentezlenmiş malzemenin kataliz, foto-kataliz, ve düşük maliyetli plasmonik cihazların geliştirilmesinde uygulamaları beklenen yer alır.

Katmanlı Titanate Şeffaf Filmleri Interlayers Uzayda Toplama olmadan Altın Nanopartiküller Yerinde Sentez

Biz kolloidal tekniğinde teknikleri kullanarak periyodik altın nanocup dizilerin imalatı göstermek ve nanoplasmonic Filmler önemini tartışıyorlar.

Kolloidal litografi kullanarak periyodik altın Nanocup dizilerin imalatı

Biz substrat bağlı Au nanowires sentezlemek için bir çözüm tabanlı yöntemi bildirin. Sentez sırasında kullanılan moleküler ligandlar PLL Dijital ayar, Au nanowires farklı yüzey özellikleri ile çeşitli yüzeyler üzerinden yetiştirilen olabilir. Au nanowire tabanlı nanoyapıların da tepki parametreleri ayarlayarak sentez.

Substrat bağlı Au Nanowires bir aktif yüzey büyüme mekanizması yoluyla sentezi

Pd'nin lokalize yüzey plazmon uyarma yoluyla sulu olarak askıda au nanorods üzerine anisotropik fotodepozisyonu için bir protokol sunulmuştur.

Yüzey Plazmon Uyarma tarafından Kolloidal Au Nanorods üzerine Pd Photodeposition

İşlevselleştirilebilir, yakın kızılötesi yayan fotolüminesan altın nanokümelerin hazırlanması ve bunların hela hücrelerinin içinde akış sitometrisi ve konfokal lazer tarama mikroskopisi ile doğrudan saptanması için güvenilir ve kolay tekrarlanabilir bir yöntem tanımlanmıştır.

Biyolojik Uygulamalar için Yakın Kızılötesi Yayan Altın Nanokümelerin Sentezi

Burada sunulan ZrO 2 (Ag-Pd/ZrO2)üzerinde desteklenen gümüş-paladyum (Ag-Pd) alaşımlı nanopartiküllerin(NPs) sentezi için bir protokoldür. Bu sistem, moleküler dönüşümleri hızlandırmak ve kontrol etmek için görünür ışık ışınlamadan enerji toplanmasına izin verir. Bu, Ag-Pd/ZrO2 NPs tarafından katalİze edilen ışık ışınlama altında nitrobenzen azaltma ile gösterilmiştir.

Görünür-Işık Aydınlatması Altında Plazmonik Kataliz için Gümüş-Paladyum Alaşımlı Nanopartiküllerin Hazırlanması

Organik bir çözücüde ~12 nm çapında altın nanopartiküllerin (Au nanopartikülleri) sentezlenmesi için bir protokol sunulmuştur. Altın nanopartiküller aglomerayı önlemek için oleylamin ligandları ile kaplanmıştır. Altın nanopartiküller toluen gibi organik çözücülerde çözünür.

Altın Nanopartikül Sentezi

Keşfedin, hafif koşullarda su ortamında plazmonik özellikleri ayarlanabilir altın-kalay alaşımı nanopartiküllerinin sentezini. Bu yöntem sürdürülebilir nanomalzemeler için çevre dostu bir yaklaşım sunar.

Plazmonik Altın-Kalay Alaşımı Nanopartiküllerinin Sulu Sentezi

Daha fazla video keşfet