استفاده از آب داغ برای زدودن لیگاند از سطح نانوذرات

دانشمندان انگلیسی معتقداند افزایش فعالیت کاتالیستی نانوذرات طلا با یک شستشوی ساده بوسیله آب گرم امکان پذیر است. آب گرم می‌تواند لیگاندهای چسبیده به طلا را شسته و نانوذرات سنتز شده باقی بماند. چنین سطح تمیزی می‌تواند سایت‌های قابل دسترسی برای انجام فرآیندهای کاتالیستی باشد.

این روش توسط گراهام هاتچینگ و همکارانش در دانشگاه کاردیف کشف شد. این گروه بروی سطحی حاوی نانوذرات طلا کار می‌کنند که فعالیت کاتالیستی دارد. یکی از بهترین روش‌ها برای ساخت این سیستم، تهیه نانوذرات طلا به‌صورت کلوئیدی است. در این روش می‌توان پیش از قرار دادن نانوذرات روی سطح، قطر آنها را به دقت کنترل کرد.

در این سیستم، برای جلوگیری از چسبیدن نانوذرات به یکدیگر، سطح آنها را با استفاده از لیگاندهای پلی وینیل الکل (PVA) پوشش می‌دهند. پس از نشست دادن نانوذرات روی سطح مورد نظر، همین لیگاندها می‌توانند منجر به بروز اختلالاتی در عملکرد نانوذرات شوند. برای مثال این لیگاندها می‌توانند مانع برخورد نور به نانوذرات شوند (در کاربردهای حسگری نوری) یا مانع نزدیک شدن مواد شیمیایی به نانوذرات شوند (زمانی که از نانوذرات به‌عنوان کاتالیست استفاده می‌شود).

در روش‌های قبلی، برای زدودن لیگاند از سطح نانوذرات، آنها را تا دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد حرارت می‌دادند. این فرآیند منجر به بروز آسیب‌های در سطح فلز می‌شد، در ضمن نانوذرات به یکدیگر چسبیده و فعالیت کاتالیستی آنها به‌شدت افت می‌کرد.

این گروه تحقیقاتی از روش جایگزین بهتری استفاده کردند. آنها این سیستم را درون آبی با دمای ۹۰ درجه سانتیگراد به‌مدت یک ساعت قرار دادند. با این کارلیگاندها از سطح ماده زدوده شده بدون این که به خود نانوذرات آسیبی وارد شود در این حالت فعالیت کاتالیستی این سیستم تغییر نمی‌کند.

گراهام هاتچینگ می‌گوید ما در جستجوی راهی بودیم تا این لیگاندها را در دمای بسیار پایین‌تر از سیستم جدا کنیم. ما فکر کردیم که می‌توان دما را تنها به‌حدی افزایش داد که لیگاندها در آب حل شوند. توماس نا، از دانشگاه جنوب استرالیا در آدلاید، می‌گوید ایده شستشوی نانوذرات، ایده بسیار عالی است. از این ایده می‌توان در جاهای دیگری که در آنجاها هم لیگاند مشکل‌ساز است، استفاده کرد. البته همه نانوذرات را نمی‌توان با چنین سیستمی شستشو داد زیرا برخی نانوذرات با قرار گرفتن در آب داغ خورده می‌شوند.

به اعتقاد محققان این پروژه، در مورد نانوذراتی که نمی‌توانند در آب داغ شستشو داده شوند، می‌توان از حلال‌های آلی استفاده کرد.