Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Одностадийное получение стабилизированных наночастиц золота.
Рисунок 2. Демонстрация стабильности наночастиц золота при различных уровнях рН, в присутствии соли (NaCl), при нагревании и при повторном растворении после криосушки.
Рисунок 3. а-с) Изображения просвечивающей электронной микроскопии наночастиц, полученных при добавлении разных количеств прекурсора. d-f) Оптические спектры поглощения при различных температурах. На вставках - фотографии растворов.
Рисунок 4. а) Эволюция спектров поглощения для 4-нитрофенола в присутсвии наночастиц золота при 20. b) Зависимость концентрации 4-нитрофенола от времени восстановления при различных температурах.

"Умные" и стабильные наночастицы золота

Ключевые слова:  "умные" материалы, катализаторы, наночастицы золота

Опубликовал(а):  Дё Виктор Владимирович

02 марта 2011

Наночастицы золота из-за их уникальных физических и химических свойств вызывают большой интерес у исследователей. Главная проблема успешной работы с ними заключается в том, что наночастицы весьма неустойчивы и стремятся к агрегации, что приводит к потере свойств материала, связанных с наноразмерным эффектом. Используя в качестве стабилизирующего агента полимеры, можно не только поддержать стабильность наночастиц, но и создать новый материал, свойства которого будут взаимодополняться его компонентами.

В работе, опубликованной в Journal of Materials Chemistry, получали коллоидные наночастицы золота, стабилизированные модифицированным декстраном (DexPNI). Подобные структуры очень привлекательны, благодаря возможности обратимого изменения их свойств в зависимости от температуры или уровня рН. Декстран - природный полисахарид, часто используемый в биомедицинских приложениях, благодаря его биосовместимости и способности к биологическому разложению. Другим его значительным свойством является сильно разветвленная структура, что может обеспечить большую стабилизацию наноматериалов, чем другие связывающие лиганды. Для придания полимеру обратимых свойств макромолекулы декстрана модифицировали полиметил-н-изопропилакриламидом. Полиметил-н-изопропилакриламид является одним из самых популярных «умных» полимеров и интенсивно используется как ключевой материал для получения «умных» материалов. В качестве источника золота использовали HAuCl4, а в качестве восстановителя-NaBH4. Образующиеся наночастицы связываются с DexPNI за счет взаимодействия с тиольными группами (рисунок 1).

За счет того, что наночастицы окружены макромолекулами DexPNI, они демонстрируют длительную стабильность при нагревании, высокой концентрации соли и большом диапазоне рН (рисунок 2). Кроме того, когда температура выше 350 С, прекращается каталитическое действие наночастиц золота. Такие материалы могут найти применение в качестве «умных» сенсоров и катализаторов.

Морфология наночастиц и их оптические спектры поглощения сильно зависят от концентрации HAuCl4. Чем больше концентрация прекурсора, тем больше наночастицы и тем разнообразнее их форма (рисунок 3).

Каталитические свойства наночастиц золота исследовались на примере восстановления 4-нитрофенола до 4-аминофенола при различных температурах. Это довольно удобно, потому что на спектрах поглощения можно отчетливо видеть полосы поглощения нитрофенола (400 нм) и аминофенола (290 нм). В отсутствие золота процесс восстановления не идет. Реакции восстановления проводили при различных температурах и определяли кинетику процесса (рисунок 4). Чем выше температура, тем быстрее идет восстановление. Выше 350С золотые наночастицы перестают действовать как катализатор, потому что выше этой температуры происходит дегидратация цепочек полиметил-н-изопропилакриламида и как следствие сшивание DexPNI. За счет этого наночастицы экранируются и доступ реактанта прекращается. Таким образом, полученные исследователями наночастицы не только очень стабильны, но и могут действовать как «умный» катализатор, останавливая реакцию, когда температура системы поднимается выше критического значения (в данном случае выше 350С).


Источник: Journal of Materials Chemistry



Комментарии
Очень интересно!
А как при облучении светом изменяется цвет коллоидного раствора?
Узнать бы ... поподробнее ...
не меняется.

Вообще, декстран - полимер линейный, с малым разветвлением. Что происходит при его обработке боргидридом - отдельный вопрос.

А золото он после обсеривания действительно стабилизирует очень хорошо.
Пастух Евфграфович, 02 марта 2011 16:18 
Тепло?
А что там по поводу красок типа хамелеон для автомобилей? Как они работают, от температуры?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Зерно или яйцо?
Зерно или яйцо?

Конкурс логотипа ФНМ МГУ
Факультет наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет творческий конкурс логотипа (эмблемы) ФНМ, работы принимаются с 21 августа до 15 сентября 2019 года. Участники - все, кто имеет или когда бы то ни было имел отношение к ФНМ МГУ: студенты, аспиранты, преподаватели, сотрудники, выпускники, а также все творческие люди из большой университетской семьи.

Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»
Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.