Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Самоорганизованные серебряные нанопризмы

Ключевые слова:  наночастицы, призмы, самоорганизация, серебро

Автор(ы):  Владимир Владимирович

01 октября 2011

Серебряные пластинки (преимущественно гексагональные призмы с шириной порядка 70 нм), окрашенные золотисто - изображение электронной микроскопии. В силу разумной монодисперсности, пластинки охотно самоорганизуются подобно дискотическим жидким кристаллам. Хиральные лиганды превносят элементы спиральной структуры.

Образец - творение Николь Каткарт.

Изображение выполнено в центре электронной микроскопии университета Торонто.

Опубликовано

 

 

Средний балл: 9.4 (голосов 9)

 


Комментарии
Юный максималист, 01 октября 2011 23:31 
вот здОрово!
Просто великолепно! Никакой магии?
Владимир Владимирович, 02 октября 2011 17:00 

В данном случае никакой совсем магии
(в смысле загадочно-малопонятных внешних сил)!
Просто замечательная работа талантливой и трудоспособной Николь.
Многие тысячи образцов (если бы руководитель был менее занудно-дотошным и более способно-талантливым, могло быть и поменьше).

... ... .. (убрал о грустном - бессмысленно...)
Гольдт Илья, 02 октября 2011 21:43 
Краев Андрей Вячеславович, 03 октября 2011 11:12 
Владимир Владимирович, а растворчика немножко датите с такими призмами? Для них есть классное применение в ТЕРСе. Особенно интересно если есть частицы эдак раза в два побольше
Владимир Владимирович, 03 октября 2011 16:47 
Больше и лучше для Рамана - цветы (диаметр от 120 нм до пары микрон), производное этих призм.
Мы их (и цветы, и призмы) по Вашему настоянию почистили плазмой (до этого думали - вдруг они сами по себе или "магия" какая вдруг проявится ) - и исключительное усиление!
Про образцы, давайте спишемся.
Юный максималист, 08 октября 2011 18:41 
Не подскажете, а фоновый сигнал и шум при SERS тоже усиливаются? Спасибо.
Владимир Владимирович, 09 октября 2011 06:17 
Ответ на такой, казалось бы простой, вопрос будет занудным (и любительским в силу моего ограниченного опыта с КР и его понимания).
Фоновый сигнал складывается из многих весьма различных по природе компонентов: инструментального (шум детектора, часто один из значительных компонентов в КР), случайных фотонов, и собственно сигнала с образца. Для первых двух с металлическим субстратом вряд ли что-то значительно меняется.
Далее, сигнал собственно изучаемых молекул усиливается разумно пропорционально (но есть резонансные области энергий в так называемых "горячих точках" усиления на субстрате... ).
А другой важный практический фактор - часто из-за плазмонного поглощения и связанного с ним переизлучения (в том числе и с изменением энергии) металлический субстрат может внести очень сильный фон, величина которого неплохо коррелирует с перекрыванием Рамановского источника и плазмонного поглощения).
Юный максималист, 09 октября 2011 13:26 
Спасибо.
Тогда у меня еще вопросы.
1) усиление сигнала в SERS традиционно считают как отношение сигналов на двух образцах - с металлом и без, или как отношением отношений (простите за "масло масленное") сигналов к шуму на этих же образцах?
2) одним из основных фоновых факторов для Рамана является люминесценция образцов; она усиливается при SERS?
3) образцы с какой шероховатостью используют как неметаллические субстраты сравнения?
Владимир Владимирович, 09 октября 2011 17:39 
1) Усиление меряется в основном для ароматических тиолов (потому как всем нравятся гигантские цифры усиления). Как делаем мы для простоты - берется субстрат без фона, далее используется весьма большая концентрация тиола без серебра (такую что фон мал по сравнению с сигналом, не зависит от концентрации и просто вычитается, если нужно), стараемся озаботиться чтобы в области линейности сигнала от концентрации. Далее наносили серебряные частицы и использовали намного-намного меньшую концентрацию тиола, но опять же такую, чтобы сигнал (пик - фон рядом с пиком) был значительно выше фона. И соответственно усиление рассчитывается по пропорции.
Возможно, есть другие лучшие пути - было бы интересно тогда обсудить.

2) Усиливается люминесценция! Более того сами частицы весьма и весьма "люминесцируют" плазмоном (ведь все люминесцирует - вопрос только квантового выхода).

3) Поскольку для "модельного" изучения усиления используются как пробы ароматические тиолы, и вряд ли есть металлический стандарт - сравнение с голым гладким кварцевым (или подобным) субстратом, на который и наносятся частицы - обычно от монослоя до двух-трех (частиц жалко!).
Юный максималист, 10 октября 2011 01:11 
Спасибо за продолжение дискуссии.
1) под "шумом" я подразумевал не среднее значение фонового сигнала, а дисперсию сигнала. Просто рамановский спектр часто выглядит так (особенно для "непростых" образцов), что определить, где пик, а где выброс - очень трудно. Конечно, для био-молекул намного важнее увеличение чувствительности метода (т.е. отношение сигнала к концентрации), но мне просто интересно, как дело с шумами.
Если бы мог сам снять сейчас, обязательно попробовал бы.

2) жаль, что усиливается. А нужно ли, чтобы длина волны лазера была рядом с максимумом плазмонного поглощения? Может, на ИК-лазере снимать тогда?

3) ясно и за неимением нормальных альтернатив разумно. Единственное - на частицах тиолы-то хемосорбируются обычно или просто физически?
Владимир Владимирович, 10 октября 2011 06:30 
Замечательно!

1) Про дисперсию, я не очень понимаю. Это, наверное, в случае твердотельной неорганики (а ее сигнал хорошо усиливаться плазмонами вряд ли будет). У органических молекул хороший дискретный спектр. Ароматические тиолы в области от 800 до 1800 обратных см имеют прекрасные пики. Они искажаются, усиливаются не все, но все равно в целом без проблем. "Шумы" от люминесценций разных.

2) Мы используем 785 нм, в чем-то лучше. Сложная история про перекрывание с плазмонами, но в силу моего ограниченного опыта - оно получается нужно.

3) Хемосорбируются (в нашем случае можно сказать с достаточной степенью уверенности). Более обще, усиление происходит очень близко к поверхности, обычно между частицами, или на каких-то выпуклостях, вогнутостях.
Юный максималист, 10 октября 2011 11:56 
Про дисперсию.
Я имел в виду спектры, представленные например здесь: http://www.n...trmend2.pdf
Когда снимаешь биологические молекулы, в силу их "нежности" приходится уменьшать мощность пучка и увеличивать время накопления сигнала. Иногда пучок специально дефокусируют немного, чтобы "не убить живое". Так вот, например на слайде с "PUSH method" представлен очень типичный для таких случаев спектр.
Дисперсия = разброс значений фона здесь сопоставима с самим сигналом. Бывают случаи, когда фон (например, от люминесценции) большой, но "ровный" (с малой дисперсией), и тогда сигнал отлично получается вычитанием гладкой фоновой линии.

А в остальном - всё уяснил.
Владимир Владимирович, 10 октября 2011 16:28 

Трудно комментировать слайды...
SERS завязан на "горячие точки", которые пока не научились получать контролируемо (по крайней мере для металлических подложек сушеных наночастиц и в силу моих ограниченных знаний предмета). Статистика там суровая...
И в тех же "горячих точках", какие "нежности", если поле сильнее на 12-15 порядков.

Вот на отдельных частицах (с выемками и выпуклостями особенно) да в растворах/дисперсиях все может быть значительно более "нежно" и гладко, только усредненное усиление всего пару сотен раз (супротив 108-109 на субстратах).
Юный максималист, 10 октября 2011 18:40 
Понятно
Про горячие точки (или грани) плазмонных частичек тоже слышал, и всегда удивлялся, почему при наличии таких приборчиков, как http://www.r...ystem--6638 например, никто пока еще не понял, что же за огранка способствует SERS.

И к слову...
А на графене SERS никто не пробовал пронаблюдать? А то мне рассказывали, что там поля (локальные при поверхности) еще больше (и в силу этого как раз транзистор-то и удалось сделать).
Но там, конечно, сигнал от самого графена большой.
Это так, скорее из ряда моих фантазий.
Владимир Владимирович, 11 октября 2011 05:58 

Инструмент - это дополнение к рукам, а не к голове (как мне думается)...

Дело не в огранке, а в "выпуклостях и вогнутостях", например пространство между двумя-тремя частицами. И там важен каждый нанометр и нахождение молекул пробы.

Поля полям рознь! Вряд ли про транзисторы идет речь о полях с частотами оптического диапазона на графене.
Юный максималист, 11 октября 2011 17:10 
а вот и нет http://pubs....1/nl903414x
Владимир Владимирович, 12 октября 2011 00:24 
Уже обсуждалось, что графен можно добавлять и в бочки варенья, и делать из него прочные корзины для печенья... Это или хорошо выходит, или не очень, но по-любому может получиться статья научная... И языки, конечно, всегда можно разпонавысовывать и мериться ими, как и, возможно, другими частями тела...

Если графен поглощает, как сопряженная система, то усиления много не наскрести (по смыслу), как и в том труде выше - 2-17.
Даже золото намного хуже усиливает SERS, чем серебро, из-за d-sp поглощения.
Юный максималист, 12 октября 2011 12:07 
ну я же сказал, что это скорее фантазии
на досуге попробую разобраться с дисперсионными кривыми графена, и тем, как он поглощает свет.
Тогда, может, что-то и напишу еще
Спасибо за дискуссию
Палии Наталия Алексеевна, 03 октября 2011 11:26 
, а какова толщина нанопризм
Владимир Владимирович, 03 октября 2011 16:43 
В целом диапазон достижимой толщины пластинок в данной системе 5-20 нм, чаще всего 7-15 нм, для данного образца 7-8 нм.
Краев Андрей Вячеславович, 04 октября 2011 09:42 
Владимир Владимирович, спасибо, обязательно напишу.
Палии Наталия Алексеевна, 04 октября 2011 13:52 
Спасибо, Владимир Владимирович, так и полагала, что толщина этих пластин раз в 10 меньше их ширины

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

 

Миллион алых роз
Миллион алых роз

Химики из МГУ разработали простой способ синтеза уничтожающих раковые клетки наночастиц
Ученые химического факультета МГУ совместно с исследователями из НИТУ «МИСИС» разработали новый и очень простой метод синтеза магнитных наночастиц оксида железа определенного размера, которые можно использовать для диагностики и терапии онкологических заболеваний.

Аргументы и факты: Химики МГУ разработали экспресс-тест на раковые заболевания
Сотрудники химического факультета МГУ создали биосенсорную систему, определяющую концентрацию катехоламинов в жидкостях организма повышенное содержание которых свидетельствует о развитии опухоли. Суть метода заключается в превращении катехоламинов флуоресцирующие химические вещества.

Новый экспресс-метод определения продуктов распада фосфорсодержащих ядов
Сотрудники химического факультета МГУ запатентовали быстрый способ определения соединений, остающихся после применения фосфорсодержащих ядов. Разработка учёных может найти применение при диагностике состояния отравленных людей и расследовании возможного применения химического оружия.

Оптическая жизнь дисульфидных нанотрубок
А.Ю.Поляков, Е.А.Гудилин
Недавно полученные экспериментальные результаты позволяют рассматривать нанотрубки дисульфида вольфрама в качестве основы для новых фотонных устройств, элементов оптических схем. Кроме того, знания о нетривиальных оптических особенностях данных наноструктур позволят по-новому взглянуть на свойства композитов плазмонных наночастиц золота и серебра с дисульфидными нанотрубками.

Наноматериалы в ядерных технологиях
Тананаев И.Г.
Сегодня активное развитие ядерных технологий – мировая тенденция, связанная с обеспечением устойчивого развития мирового сообщества. Решение энергетических проблем путем строительства новых атомных станций, формирование персонифицированной высокотехнологической медицины за счет внедрения ядерной медицины, освоение Арктики и космического пространства – основы ядерных технологий, не говоря об обеспечении государственной безопасности и удержания паритета ядерных вооружений.

Пероксидные соединения и наноматериалы
Приходченко П.В.
На Нанограде П.В.Приходченко (ИОНХ РАН им. Н.С.Курнакова) была прочитана отличная и совершенно уникальная лекция о химии пероксидных соединений и их использовании для получения новых наноматериалов для электрохимической энергетики.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!



 
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.