Hõbeioonid kiirustage ja oodake, kuni need hajuvad: riisikeemikud näitavad, et ioonide etapiviisiline vabanemine kulla-hõbeda nanoosakestest võib olla kasulik omadus

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Avaleht > press > Hõbedaioonid kiirustage ja oodake, kuni nad hajuvad: riisikeemikud näitavad, et ioonide järkjärguline vabanemine kulla-hõbeda nanoosakestest võib olla kasulik omadus

Rice'i ülikooli ja Saksamaa Duisburg-Esseni ülikooli keemikud kvantifitseerisid hõbeda ioonide vabanemise kulla-hõbeda nanoosakeste sulamitest. Ülaosas on transmissioonielektronmikroskoobi piltidel värvimuutus, kui hõbe (sinine) leostub nanoosakest mitme tunni jooksul, jättes maha kullaaatomid. Alumised hüperspektraalsed kujutised näitavad, kui palju hõbeda ja kulla nanoosakesed kahanesid nelja tunni jooksul hõbeda leostumisel. (Krediit: Rice'i ülikool)

Abstraktne:
Neis on kulda, nanoosakesi ja ka hõbedat. Kuid suur osa hõbedast on välja imbunud ja teadlased tahavad teada, kuidas.

Hõbedaioonid kiirustage ja oodake, kuni nad hajuvad: riisikeemikud näitavad, et ioonide järkjärguline vabanemine kulla-hõbeda nanoosakestest võib olla kasulik omadus

Houston, TX | Postitatud 23. aprillil 2021

Kulla-hõbeda sulamid on kasulikud katalüsaatorid, mis lagundavad keskkonnasaasteaineid, hõlbustavad plastide ja kemikaalide tootmist ning tapavad pindadel baktereid muu hulgas. Nanoosakeste kujul võivad need sulamid olla kasulikud optiliste anduritena või vesiniku eraldumise reaktsioonide katalüüsimiseks.

Kuid on probleem: hõbe ei jää alati paigale.

Rice'i ülikooli ja Saksamaa Duisburg-Esseni ülikooli teadlaste uus uuring paljastab hõbeda hajumise taga kaheetapilise mehhanismi – avastuse, mis võib aidata tööstusel nanoosakeste sulameid konkreetseks kasutuseks peenhäälestada.

Rice'i keemikute Christy Landesi ja Stephan Linki ning kraadiõppurite Alexander Al-Zubeidi ja Duisburg-Esseni keemiku Stephan Barcikowski juhitud meeskond kasutas keerulist mikroskoopiat, et näidata, kuidas kuld võib nanoosakeste stabiliseerimiseks piisavalt hõbedat säilitada.

Nende uuring ilmub American Chemical Society ajakirjas ACS Nano.

Teadlased kasutasid hüperspektraalset tumeda välja kujutise mikroskoopi, et uurida kulla-hõbeda sulamist nanoosakesi, mis sisaldasid happelises lahuses liigset hõbedat. See tehnika võimaldas neil käivitada plasmoneid, energia lainetust, mis valgustamisel läbi osakeste pinna voolab. Need plasmonid hajutavad valgust, mis muutub koos sulami koostisega.

"Plasmoni sõltuvus sulami koostisest võimaldas meil salvestada hõbeioonide leostumise kineetikat reaalajas," ütles uuringu juhtiv autor Al-Zubeidi.

Al-Zubeidi märkis, et kulla- ja hõbedasulamist kilesid on kasutatud aastakümneid, sageli antibakteriaalsete kattekihtidena, kuna hõbedaioonid on bakteritele toksilised. "Ma arvan, et hõbedast vabastamise mehhanismi on viidatud legeeritud kilede uuringutele, kuid seda pole kunagi kvantitatiivselt tõestatud," ütles ta.

Esialgu leostuvad hõbeda ioonid kiiresti nanoosakestest, mis selle tulemusena sõna otseses mõttes kahanevad. Protsessi jätkudes vabastab kullavõre enamikul juhtudel aja jooksul kogu hõbeda, kuid umbes 25% osakestest käitub erinevalt ja hõbeda leostumine on puudulik.

Al-Zubeidi ütles, et nende tähelepanekud viitavad sellele, et kullaga saab sulami nanoosakesi stabiliseerimiseks manipuleerida.

"Tavaliselt kestab hõbeda leostumine meie tingimustes umbes kaks tundi," ütles ta. "Siis teises etapis ei toimu reaktsioon enam pinnal. Selle asemel peavad kullavõre ümberkorraldamisel hõbedaioonid difundeeruma läbi selle kullarikka võre, et jõuda pinnale, kus neid saab oksüdeerida. See aeglustab reaktsioonikiirust palju.

"Mingil hetkel osakesed passiivsed ja leostumist enam juhtuda ei saa," ütles Al-Zubeidi. "Osakesed muutuvad stabiilseks. Siiani oleme vaadanud ainult osakesi, mille hõbedasisaldus on 80–90%, ja leidsime, et paljud osakesed lõpetavad hõbeda leostumise, kui saavutavad umbes 50% hõbedasisalduse.

"See võib olla huvitav kompositsioon selliste rakenduste jaoks nagu katalüüs ja elektrokatalüüs, " ütles ta. "Soovime leida umbes 50% magusa koha, kus osakesed on stabiilsed, kuid millel on siiski palju hõbedaseid omadusi."

Selliste reaktsioonide mõistmine võib aidata teadlastel luua erinevate rakenduste jaoks kuld-hõbeda katalüsaatorite ja elektrokatalüsaatorite raamatukogu.

Link ütles, et Rice'i meeskond tervitas võimalust töötada koos Barcikowskiga, kes on laserablatsiooni abil nanoosakeste sünteesi valdkonna liider. "See võimaldab luua erineva koostisega sulamist nanoosakesi, mis ei sisalda stabiliseerivaid ligande, " ütles ta.

"Meie otsast peale oli meil täiuslik tehnika, et uurida paralleelselt hüperspektraalse kujutise abil hõbeda ioonide leostumist paljudest ühesulami nanoosakestest," lisas Landes. "Ainult ühe osakese lähenemine suutis lahendada osakestesisese ja -vahelise geomeetria."

"See jõupingutus võimaldab uut lähenemisviisi luua nanostruktureeritud katalüsaatoreid ja uusi materjale, millel on ainulaadsed elektrokeemilised, optilised ja elektroonilised omadused," ütles Robert Mantz, armee uurimisbüroo elektrokeemia programmijuht, mis on USA armee lahinguvõimete väejuhatuse armeeuuringute osa. Laboratoorium. "Katalüsaatorite kohandamise võimalus on oluline eesmärgi saavutamiseks vähendada sõduri kaalu, mis on seotud energia salvestamise ja tootmisega ning võimaldada uudset materjali sünteesi."

Töö kaasautorid on Rice'i kraadiõppurid Charlotte Flatebo ja Seyyed Ali Hosseini Jebeli ning Duisburg-Esseni magistrant Frederic Stein ja teadur Christoph Rehbock. Link on keemia ning elektri- ja arvutitehnika professor. Landes on keemia ning elektri- ja arvutitehnika ning keemia- ja biomolekulaartehnika professor. Barcikowski on Duisburg-Esseni Tehnilise Keemia Instituudi ja Nanointegratsiooni keskuse keemiaprofessor.

Uuringut toetasid sõjaväe uurimisbüroo, riigikaitse teaduse ja inseneriõppe lõpetajate stipendium, Robert A. Welchi fond, riiklik teadusfond ja Saksamaa uurimisfond.

####

Riisi ülikooli kohta
Houstonis asuvas 300 aakri suuruse metsaga ülikoolilinnakus asuv Rice'i ülikool on USA uudiste ja maailma aruande järgi järjekindlalt riigi 20 parema ülikooli seas. Rice'il on kõrgelt hinnatud arhitektuuri-, äri-, täiendõppe-, inseneri-, humanitaarteaduste, muusika-, loodusteaduste ja sotsiaalteaduste koolid ning seal asub Bakeri avaliku poliitika instituut. 3,978 üliõpilase ja 3,192 kraadiõppuriga Rice'i üliõpilaste ja õppejõudude suhe on veidi alla 6: 1. Selle elamukõrgkoolide süsteem loob tihedalt seotud kogukondi ja elukestvaid sõprussuhteid, mis on vaid üks põhjus, miks Rice on Princetoni ülevaates edetabelis nr 1 paljude võistluste / klasside vahelise suhtlemise ja elukvaliteedi poolest. Kiplingeri isiklik rahandusministeerium hindas riisi eraülikoolide seas ka parimaks väärtuseks.

Jälgige riisiuudiseid ja meediasuhteid Twitteri @RiceUNews kaudu.

Lisateabe saamiseks klõpsake nuppu siin

Kontaktid:
Jeff Falk
713-348-6775

Mike Williams
713-348-6728

Autoriõigus © Rice University

Kui teil on kommentaar, palun Saada sõnum meile.

Sisu täpsuse eest vastutavad ainuüksi uudisteväljaannete väljaandjad, mitte 7th Wave, Inc. või Nanotechnology Now.

Järjehoidja: