A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
. מדווחים שיטה המבוססת על פתרון לסנתז nanowires Au המצע מאוגד. על ידי כוונון של ליגנדים מולקולרית בשימוש במהלך הסינתזה, ניתן לגדל את nanowires Au של סובסטרטים שונים עם מאפייני משטח שונים. Au מבוססי ננו-חוט nanostructures יכול גם להיות מסונתז על ידי התאמת הפרמטרים התגובה.
קידום יכולות סינתטי חשוב להתפתחות של וננו -טכנולוגיה. הסינתזה של nanowires מאז ומתמיד אתגר, כפי שהוא דורש התפתחות הגבישים סימטרי אסימטרי. כאן, אנו מדווחים סינתזה ייחודית של המצע מכורך Au nanowires. זו סינתזה ללא תבנית מעסיקה ליגנדים thiolated, המצע ספיחה להשגת בתצהיר אסימטרי רציפה של Au בפתרון-תנאי הסביבה. ליגנד thiolated מנעו בתצהיר Au על פני השטח החשוף של הזרעים, אז העדות Au מתרחשת רק על הממשק בין הזרעים Au המצע. לצד nanowires Au החדש הפקיד מכוסה באופן מיידי ליגנד thiolated, בעוד החלק התחתון מול המצע נשאר ליגנד חופשי ופעיל לסיבוב הבא של התצהיר Au. נדגים בהמשך כי הגידול ננו-חוט הזה Au יכולה להיגרם על מצעים שונים, thiolated שונים ליגנדים יכול לשמש כדי לווסת את הכימיה. משטח של nanowires. הקוטר של nanowires יכולים גם להיות נשלט עם ליגנדים מעורבת, שבה ליגנד "רע" אחר יכול להדליק את הצמיחה לרוחב. עם ההבנה של המנגנון, Au מבוססי ננו-חוט nanostructures יכול להיות מתוכנן, מסונתז.
Nanowires אופייני של ננו מימד אחד, בעלי תכונות הקשורות בתפזורת והן תכונותיו הייחודיות שמקורם ההשפעות קוונטית של המבנה ננו. כגשר בין ננו את החומרים סולם בתפזורת, הם נרחב הוחלו בתחומים שונים של התקני זרז חישה, nanoelectronic, וכו '. 1 , 2 , 3.
עם זאת, הסינתזה של nanowires כבר זמן רב אתגר גדול, כפי שהוא דורש בדרך כלל שבירת הסימטריה מהותי בגבישים. באופן מסורתי, תבנית הוא מועסק כדי לווסת את התצהיר של חומרים. לדוגמה, תבנית-electrodeposition שימש במשך היווצרות של סוגים שונים של nanowires Ag nanowires, תקליטורים nanowires4,5,6,7,8,9 ,10. גישה נפוצה אחרת היא צמיחה (VLS) אדי-נוזל נוזל מוצק, אשר מעסיקה זרז מותכת לזירוז הגידול אניסוטרופי על המצע-טמפרטורה גבוהות11. אסטרטגיות נפוצות לסינתזה של מתכת nanowires הן שיטות polyol Ag nanowires בסיוע oleylamine זגוגית Au nanowires12,13,14,15. שתי הגישות הן חומר ספציפי, הפרמטרים nanowire לא מכוונים בקלות במהלך הסינתזה. בנוסף, nanowires מתכת יכול להיווצר גם לפי השיטה מבוססת על הלחץ, בהם חלקיקי מתכת מורכבים באופן מכני דחוס, התמזגו לתוך nanowires16,17,18.
לאחרונה, אנחנו דיווח שיטה ייחודית סינתזה Au nanowires19. עם הסיוע של ליגנד מולקולה קטנה thiolated, nanowires יכול לגדול, יוצרים מערך מיושר אנכית על עיקר סי מצע וופל-תנאי הסביבה. התברר כי ליגנדים לשחק תפקיד חשוב בהתפתחות שבירת סימטריה. הוא נקשר אל פני השטח של הזרעים Au המצע-הספוחה חריפה, מכריח את Au להפקיד באופן סלקטיבי על הממשק ליגנד לקויה בין זרעים, המצע. הממשק בין האיחוד האפריקני החדש הפקיד את המצע נותר ליגנד לקויה, לכן, פני השטח פעילה קיימת לאורך הגידול כולו. על-ידי כיוונון הריכוז ליגנד, הסוג זרע, ריכוז, כמו גם מספר פרמטרים אחרים, סדרה של Au מבוססי ננו-חוט nanostructures יכול להיות מסונתז.
בעבודה זו, אנו נספק פרוטוקול מפורט של סינתזה nanowires נוח הזה Au. הסינתזה נגזר מוצג גם, כולל הסינתזה של Au nanowires עם רכוש משטח הידרופוביות, Au nanowires על מצעים אחרים, מחודדות Au nanowires על ידי ערבוב של nanostructures Au מבוססי ננו-חוט הנוצרת על-ידי כוונון הגידול של ליגנדים שני תנאים.
התראה: בדוק את גיליונות נתונים בטיחות חומרים (MSDS) של הכימיקלים עבור הדרכה מפורטת טיפול ואחסון. בבקשה להיזהר בעת טיפול ננו, כי ייתכן סיכון לא מזוהה. בבקשה לבצע את הניסויים בברדס fume, ללבוש ציוד מגן אישי המתאים.
1. סינתזה של חלקיקים זרע
הערה: כדי למנוע כשל הנגרם על ידי התגרענות מוקדמת במהלך הסינתזה ננו-חלקיק, לשטוף את סרגל כלי זכוכית ומערבבים המשמשים הסינתזה עם aqua regia ולאחר מכן לשטוף ביסודיות עם מים.
2. סינתזה של Au Nanowires (אורך = ~ 500 ננומטר) על פרוסות סיליקון (Si) ותערובות שונות
3. סינתזה של Au Nanowires עם ליגנדים שונים
4. סינתזה של מבוססי ננו-חוט Nanostructures מורכבים Au
Au nanoparticle זרעים, את המצע מכורך Au nanowires, Au מבוססי ננו-חוט nanostructures נגזרות מאופיינים ב- SEM. איור 1 מציג את תמונות SEM נציג 3-5 nm Au חלקיקים, 15 ננומטר חלקיקים Au ו-40 ננומטר Au חלקיקים הספוחה על כשהפחד סי, המאשר שלהם גדלים, ספיחה והפצה. Nanowires Au גדל מן הזרעים בהתאמה על מצע וופ?...
המנגנון של סינתזה nanowire הצמיחה הפעילה השטח נשלט הזה נדון באופן מקיף עבודה קודמות19. בנוסף, את ההשפעות של סוגים וגדלים של זרע, כמו גם את ההשפעה של ליגנד סוגים וגדלים היו גם ובדוקים20,21. בדרך כלל. הגידול ננו-חוט שונה מאוד מן הקודם שדווחה הכבישים. אין ת?...
המחברים אין לחשוף.
אנו להכיר בהכרת תודה התמיכה הכלכלית הלאומי מדעי הטבע קרן של סין (21703104), ג'יאנגסו מדע, טכנולוגיה תוכנית (SBK2017041514) אוניברסיטת Tech נאנג'ינג (39837131), SICAM אחוות של ג'יאנגסו הלאומית סינרגטית מרכז חדשנות חומרים מתקדמים.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Trisodium citrate dihydrate | Alfa Aesar | LoT: 5008F14U | |
Sodium borohydride | Fluka | LoT: STBG0330V | NaBH4 |
Hydrogen tetrachloroaurate(III) trihydrate | Alfa Aesar | LoT: T19C006 | HAuCl4 |
3-aminopropyltriethoxysilane | J&K Scientific | LoT: LT20Q102 | APTES |
L-ascorbic acid | Sigma-Aldrich | LoT: SLBL9227V | |
4-mercaptobenzoic acid | Sigma-Aldrich | LoT: MKBV5048V | 4-MBA |
2-Naphthalenethiol | Sigma-Aldrich | LoT: BCBP4238V | 2-NpSH |
4-Mercaptophenylacetic acid | Alfa Aesar | LoT: 10199160 | 4-MPAA |
3-mercaptobenzoic acid | Aladdin | LoT: G1213027 | 3-MBA |
3-Mercaptopropionic acid | Aladdin | LoT: E1618095 | 3-MPA |
absolute ethanol | Sinopharm chemical Reagent | 20170802 | |
Silicon wafer | Zhe Jiang lijing | P | Si |
Scanning Electron Microscope | Quanta FEG 250 | SEM | |
Centrifuge | Eppendorf | 5424 | |
Ultrasonic cleaner | Kun Shan hechuang | ||
Ultra-pure water system | NanJing qianyan | UP6682-10-11 | for deionized water |
Plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-002 | for oxygen plasma |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved