Silver Ions Hurry Up, Then Wait As They Disperse: Rice Chemists Show Ions Staged Release From Gold-silver Nanoparticles Could Be Useful Property

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होम > दबाएँ > चांदी के आयन तेजी से बढ़ते हैं, फिर उनके बिखरने तक प्रतीक्षा करते हैं: चावल केमिस्ट दिखाते हैं कि सोने-चांदी के नैनोकणों से आयनों का चरणबद्ध विमोचन उपयोगी गुण हो सकता है

राइस यूनिवर्सिटी और जर्मनी के डुइसबर्ग-एसेन विश्वविद्यालय के रसायनज्ञों ने सोने-चांदी के नैनोकण मिश्र धातुओं से चांदी के आयनों की रिहाई की मात्रा निर्धारित की। शीर्ष पर, ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवियां रंग में परिवर्तन दिखाती हैं क्योंकि चांदी (नीले रंग में) कई घंटों में एक नैनोकण से बाहर निकलती है, और सोने के परमाणुओं को पीछे छोड़ देती है। नीचे की हाइपरस्पेक्ट्रल छवियां दिखाती हैं कि चांदी और सोने का एक नैनोकण चार घंटे में कितना सिकुड़ गया, क्योंकि चांदी निक्षालित हो गई। (क्रेडिट: राइस यूनिवर्सिटी)

सार:
उनमें नैनोकणों के अलावा सोना भी है, और बहुत अधिक मात्रा में चांदी भी हुआ करती थी। लेकिन अधिकांश चांदी निक्षालित हो गई है, और शोधकर्ता जानना चाहते हैं कि कैसे।

सिल्वर आयन जल्दी करते हैं, फिर प्रतीक्षा करें क्योंकि वे फैलाते हैं: राइस केमिस्ट सोने-चांदी के नैनोकणों से आयनों के मंचन को दिखाते हैं, यह उपयोगी संपत्ति हो सकती है

ह्यूस्टन, टेक्सास | 23 अप्रैल, 2021 को पोस्ट किया गया

सोना-चांदी मिश्र धातु उपयोगी उत्प्रेरक हैं जो पर्यावरण प्रदूषकों को कम करते हैं, प्लास्टिक और रसायनों के उत्पादन की सुविधा प्रदान करते हैं और अन्य अनुप्रयोगों के अलावा सतहों पर बैक्टीरिया को मारते हैं। नैनोकणों के रूप में, ये मिश्र धातुएँ ऑप्टिकल सेंसर के रूप में या हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने के लिए उपयोगी हो सकती हैं।

लेकिन एक समस्या है: चांदी हमेशा स्थिर नहीं रहती।

जर्मनी के राइस यूनिवर्सिटी और डुइसबर्ग-एसेन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा किए गए एक नए अध्ययन से चांदी के अपव्यय के पीछे दो-चरणीय तंत्र का पता चलता है, एक खोज जो उद्योग को विशिष्ट उपयोगों के लिए नैनोकण मिश्र धातुओं को ठीक करने में मदद कर सकती है।

राइस केमिस्ट क्रिस्टी लैंडेस और स्टीफ़न लिंक और स्नातक छात्र अलेक्जेंडर अल-ज़ुबेदी और ड्यूसबर्ग-एसेन केमिस्ट स्टीफ़न बार्सिकोव्स्की के नेतृत्व वाली टीम ने यह दिखाने के लिए परिष्कृत माइक्रोस्कोपी का इस्तेमाल किया कि कैसे सोना नैनोकणों को स्थिर करने के लिए पर्याप्त चांदी बरकरार रख सकता है।

उनका अध्ययन अमेरिकन केमिकल सोसाइटी जर्नल एसीएस नैनो में छपा है।

शोधकर्ताओं ने अम्लीय घोल में चांदी की अधिकता वाले सोने-चांदी मिश्र धातु के नैनोकणों का अध्ययन करने के लिए हाइपरस्पेक्ट्रल डार्क-फील्ड इमेजिंग माइक्रोस्कोप का उपयोग किया। तकनीक ने उन्हें प्लास्मोंस, ऊर्जा की तरंगों को ट्रिगर करने की अनुमति दी जो जलने पर कणों की सतह पर प्रवाहित होती हैं। ये प्लास्मोंस प्रकाश बिखेरते हैं जो मिश्र धातु की संरचना के साथ बदलता है।

अध्ययन के प्रमुख लेखक अल-ज़ुबेदी ने कहा, "मिश्र धातु संरचना पर प्लास्मोन की निर्भरता ने हमें वास्तविक समय में सिल्वर आयन लीचिंग कैनेटीक्स को रिकॉर्ड करने की अनुमति दी।"

अल-ज़ुबैदी ने कहा कि सोने और चांदी के मिश्र धातु की फिल्में दशकों से उपयोग में आ रही हैं, अक्सर जीवाणुरोधी कोटिंग के रूप में, क्योंकि चांदी के आयन बैक्टीरिया के लिए जहरीले होते हैं। "मुझे लगता है कि मिश्र धातु फिल्मों के अध्ययन से सिल्वर रिलीज़ तंत्र का पता चला है, लेकिन यह कभी भी मात्रात्मक तरीके से साबित नहीं हुआ है," उन्होंने कहा।

प्रारंभ में, चांदी के आयन नैनोकणों से तेजी से निकलते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे सचमुच सिकुड़ जाते हैं। जैसे-जैसे प्रक्रिया जारी रहती है, ज्यादातर मामलों में सोने की जाली समय के साथ सारी चांदी छोड़ देती है, लेकिन लगभग 25% कण अलग-अलग व्यवहार करते हैं और चांदी की लीचिंग अधूरी होती है।

अल-ज़ुबैदी ने कहा कि उन्होंने जो देखा उससे पता चलता है कि मिश्र धातु के नैनोकणों को स्थिर करने के लिए सोने में हेरफेर किया जा सकता है।

उन्होंने कहा, "आम तौर पर हमारी परिस्थितियों में चांदी की लीचिंग लगभग दो घंटे तक चलती है।" “फिर दूसरे चरण में, प्रतिक्रिया सतह पर नहीं होती है। इसके बजाय, जैसे ही सोने की जाली पुनर्व्यवस्थित होती है, चांदी के आयनों को सतह तक पहुंचने के लिए इस सोने से भरपूर जाली के माध्यम से फैलना पड़ता है, जहां उन्हें ऑक्सीकरण किया जा सकता है। इससे प्रतिक्रिया दर बहुत धीमी हो जाती है।

अल-ज़ुबेदी ने कहा, "कुछ बिंदु पर, कण निष्क्रिय हो जाते हैं और कोई और लीचिंग नहीं हो सकती है।" “कण स्थिर हो जाते हैं। अब तक, हमने केवल 80%-90% चांदी सामग्री वाले कणों को देखा है, और हमने पाया है कि बहुत सारे कण लगभग 50% चांदी सामग्री तक पहुंचने पर चांदी का रिसाव बंद कर देते हैं।

"यह कैटेलिसिस और इलेक्ट्रोकैटलिसिस जैसे अनुप्रयोगों के लिए एक दिलचस्प रचना हो सकती है," उन्होंने कहा। "हम 50% के आसपास एक मीठा स्थान ढूंढना चाहेंगे, जहां कण स्थिर हों लेकिन फिर भी उनमें चांदी जैसे बहुत सारे गुण हों।"

ऐसी प्रतिक्रियाओं को समझने से शोधकर्ताओं को विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए सोने-चांदी के उत्प्रेरक और इलेक्ट्रोकैटलिस्ट की एक लाइब्रेरी बनाने में मदद मिल सकती है।

लिंक ने कहा कि राइस टीम ने लेजर एब्लेशन के माध्यम से नैनोकण संश्लेषण के क्षेत्र में अग्रणी बार्सिकोव्स्की के साथ काम करने के अवसर का स्वागत किया। उन्होंने कहा, "इससे विभिन्न रचनाओं और स्थिर लिगेंड से मुक्त मिश्र धातु नैनोकणों का निर्माण संभव हो जाता है।"

लैंडेस ने कहा, "हमारी ओर से, हमारे पास हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग के माध्यम से समानांतर में कई एकल-मिश्र धातु नैनोकणों से सिल्वर आयन लीचिंग की प्रक्रिया का अध्ययन करने की सही तकनीक थी।" "केवल एकल-कण दृष्टिकोण इंट्रा- और इंटरपार्टिकल ज्यामिति को हल करने में सक्षम था।"

"यह प्रयास अद्वितीय इलेक्ट्रोकेमिकल, ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक गुणों के साथ नैनोस्ट्रक्चर्ड उत्प्रेरक और नई सामग्री उत्पन्न करने के लिए एक नया दृष्टिकोण सक्षम करेगा," यूएस आर्मी कॉम्बैट कैपेबिलिटीज कमांड के आर्मी रिसर्च के एक तत्व, आर्मी रिसर्च ऑफिस में इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री के प्रोग्राम मैनेजर रॉबर्ट मंट्ज़ ने कहा। प्रयोगशाला. "बिजली भंडारण और उत्पादन से जुड़े सैनिक-जनित वजन को कम करने और नवीन सामग्री संश्लेषण को सक्षम करने के लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए उत्प्रेरकों को तैयार करने की क्षमता महत्वपूर्ण है।"

पेपर के सह-लेखक राइस स्नातक छात्र चार्लोट फ़्लैटेबो और सैय्यद अली होसैनी जेबेली और डुइसबर्ग-एसेन स्नातक छात्र फ्रेडरिक स्टीन और शोधकर्ता क्रिस्टोफ़ रेहबॉक हैं। लिंक रसायन शास्त्र और इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हैं। लैंडेस रसायन विज्ञान और इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग और रसायन और बायोमोलेक्यूलर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हैं। बार्सिकोव्स्की तकनीकी रसायन विज्ञान संस्थान और डुइसबर्ग-एसेन में नैनोइंटीग्रेशन केंद्र में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर हैं।

सेना अनुसंधान कार्यालय, एक राष्ट्रीय रक्षा विज्ञान और इंजीनियरिंग ग्रेजुएट फेलोशिप, रॉबर्ट ए. वेल्च फाउंडेशन, राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और जर्मन रिसर्च फाउंडेशन ने अध्ययन का समर्थन किया।

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चावल विश्वविद्यालय के बारे में
ह्यूस्टन में 300 एकड़ के वनाच्छादित परिसर में स्थित, राइस यूनिवर्सिटी को यूएस न्यूज एंड वर्ल्ड रिपोर्ट द्वारा लगातार देश के शीर्ष 20 विश्वविद्यालयों में स्थान दिया गया है। राइस ने आर्किटेक्चर, बिजनेस, कंटीन्यूइंग स्टडीज, इंजीनियरिंग, ह्यूमैनिटीज, म्यूजिक, नेचुरल साइंसेज और सोशल साइंसेज के स्कूलों का बहुत सम्मान किया है और बेकर इंस्टीट्यूट फॉर पब्लिक पॉलिसी का घर है। 3,978 स्नातक और 3,192 स्नातक छात्रों के साथ, राइस के स्नातक छात्र-से-संकाय अनुपात सिर्फ 6 से 1 के तहत है। इसकी आवासीय कॉलेज प्रणाली करीब-करीब समुदायों और आजीवन मित्रता का निर्माण करती है, सिर्फ एक कारण है कि राइस को बहुत सारे रेस / क्लास इंटरैक्शन के लिए नंबर 1 और प्रिंसटन रिव्यू द्वारा जीवन की गुणवत्ता के लिए नंबर 1 बनाया गया है। किपलिंगर के पर्सनल फाइनेंस द्वारा चावल को निजी विश्वविद्यालयों के बीच सर्वोत्तम मूल्य के रूप में भी मूल्यांकित किया गया है।

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