اطلاعات ساختاري درباره نانوذرات طلا
يک تيم تحقيقات بين المللي به بررسي مکانيسم عملکرد کاتاليست طلا پرداخته است. در اين پروژه کمپلکس طلا با فرمول شيمياييAu102(p-MBA)44 مورد مطالعه قرار گرفته شد. هدف از اين مطالعه بررسي چگونگي واکنش مبادله ليگند-يون در اين ساختار است. نتايج اين پژوهش ميتواند درک بيشتري از عملکرد نانوذرات طلا ارائه کند.
امروزه از نانوذرات طلا در حوزههاي مختلف نظير حسگري، کاتاليست، برچسبهاي زيستي، ادوات رهاسازي دارو و الکترونيک مولکولي استفاده ميشود. اين نانوذرات از محلول نمک طلا توليد شده که هسته فعال آن توسط ليگندهاي آلي مختلف پايدار ميشود. براي سنتز ذرات پايدار ميتوان از ليگندهاي ارگانوتيول استفاده کرد که ابعادي در حد يک تا سه نانومتر دارند.
|
| http://pnu-club.com/imported/2012/09/130.jpg |
اصلاح لايههاي محافظ اطراف ذرات، يکي از قدمهاي اصلي در مسير بهکارگيري ذرات است. در حال حاضر درک کاملي از فرآيند واکنش مبادله در اين لايه وجود ندارد. اخيرا پژوهشگران دانشگاه ايالتي کلرادو با همکاري هانو هاکينن از مرکز نانوساينس دانشگاه جيواسکيلاي فنلاند به مطالعه واکنش مبادله ليگند-يون در نانوذرات طلا پرداختند. در اين پروژه، از 102 اتم طلا، 44سايتهاي ليگند در لايه مولکولي استفاده شده بود.
ترکيب شيميايي مورد استفاده در اين پروژه Au102(p-MBA)44 بود که از محلول آبي تيول ( پارا- مرکاپتو بنزوئيک اسيد، PMBA) بهعنوان پايدار کننده استفاده شد. نتايج مطالعه بلورشناسي اشعه ايکس از اين ذرات اولين بار در سال 2007 در نشريه Science به چاپ رسيد. اين مقاله توسط گروهي از محققان دانشگاه استنفورد انجام شده بود. اين گروه تحقيقاتي نتايج کار خود را که مربوط به آناليز تئوري نانوذرات طلاي پايدار شده با تيول بود را در سال 2008 در Proceedings of the National Academy of Sciences ارائه کردند.
در اين پژوهش جديد، گروه تحقيقاتي اکرسون موفق به توليد کاتاليست ناهمگوني از ذرات طلاي 102 شدند که در ساختار آن واکنش مبادله ليگند انجام شده بود. در اين مبادله تيولهاي pMBA در لايه مولکولي با تيولهاي مشابهي حاوي يک اتم بور مبادله شده بود، اين تيول به پارا برومو بنزن تيول (p-BBT) شهرت دارد که در مدت 5 دقيقه واکنش ميدهد.
نتايج آناليز کاتاليستهاي ناهمگن نشان داد که سايتهاي ليگند در لايه بيروني در طول واکنش در معرض تغيير هستند. از ميان 44 سايت موجود، تنها 4 سايت توسط ليگندها اشغال شدند. نتايج کار اين گروه تحقيقاتي اطلاعات زيادي درباره مکانيسم واکنش ارائه ميکند. شواهد بهدست آمده در اين پروژه حاکي از آن است که نانوذرات Au102(p-MBA)44 داراي يک لايه تيول هستند که هر يک سايتهاي تيول نرخ واکنش مخصوص به خود را دارد. دليل اين امر ساختار ناهمگن لايه است. |
