تولید نانوبلورهای طلا با شکل، اندازه و جهت‌گیری دلخواه

محققان با استفاده از تک لایه‌های خودآرا روی سطح یک محلول، نانوذرات طلا تولید کردند. این تک لایه‌های مانند یک الگو بوده و موجب می‌شود تا نانوبلورهای طلا با شکل، اندازه و جهت‌گیری دلخواه تولید شوند.

محققان با استفاده از تک لایه‌های خودآرا روی سطح یک محلول، نانوذرات طلا
تولید کردند. این تک لایه‌های مانند یک الگو بوده و موجب می‌شود تا
نانوبلورهای طلا با شکل، اندازه و جهت‌گیری دلخواه تولید شوند.

برای تولید نانومواد معمولا نیاز به مواد اولیه سمی و شرایط دمایی و فشاری
سخت است اما در طبیعت، طی میلیون‌ها سال روش‌هایی برای کنار هم قرار دادن
نانوبلورهای معدنی در فشار و دمای محیط فراهم شده است. به این فرآیند معدنی
شدن زیستی گفته می‌شود که در آن فسفات یا کربنات کلسیم در استخوان‌ها تشکیل
می‌شوند. در واکنش جالب دیگری، نوعی باکتری از محلول، بلورهای طلا ایجاد می‌کند.
گروهی از محققان درصدد تقلید این فرآیند برآمدند، این گروه تحقیقاتی از
آزمایشگاه ملی آرگونه قصد تولید نانوبلورهای طلا را دارند. آنها با همکاری
محققانی از دانشگاه نورث وسترن و دانشگاه شیکاگو تک لایه‌های لانگمر
اکتادکانتیول را روی سطح اسیدکلریک طلا در دما و فشار اتاق شناور کردند.
سپس از تابش اشعه ایکس به‌عنوان عامل احیا‌ء کننده استفاده کردند تا
بلورهای طلا ایجاد شوند. در قدم بعد با کمک پراش اشعه ایکس آنها را مورد
مطالعه قرار دادند.

احمد یوسال می‌گوید خود آرایی مولکول‌های آلی پدیده‌ای شناخته شده در سطح طلا است.
ما می‌خواستیم از این دانش استفاده کرده تا با به‌کارگیری الگوهای آلی، نانوذرات
طلا تولید کنیم.

با پوشاندن سطح زیرین تک لایه‌های لانگمر با طلا، محققان فرآیند خودآرایی را معکوس
کرده و از آن برای ساخت مواد معدنی زیستی استفاده کردند. آلکیل تیول‌‌های خودآرایی
داده دارای ساختاری هستند که با ذرات طلای (۱۱۱) منطبق است. این گروه تحقیقاتی از
این موضوع الهام گرفتند تا تک لایه‌های خودآرا را روی سطح اسید کلریک طلا ایجاد
کنند. سپس با استفاده از اشعه ایکس بلورهای طلا را زیر این لایه تولید کردند.

احمد یوسال می‌گوید ما می‌توانیم برهمکنش مولکولی را در سطح تماس مشاهده کنیم و
ببینیم که چگونه ساختار مولکولی در طول این فرآیند تغییر می‌کند. همچنین می‌توانیم
ساختار سطح نانوذرات طلا را به‌طور همزمان مشاهده کنیم. به‌جای استفاده از روش سعی
و خطا، ما ‌توانیم از این روش برای رشد نانوذرات طلا استفاده کنیم.

نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که بلورهای طلا در سطح تیول‌ها تولید می‌شود به‌طوری
که دارای جهت‌گیری (۱۱۱) است. تصاویر TEM نشان می‌دهد که ذرات طلای تولید شده
به‌صورت شش ضلعی بوده و ابعادی در حد ۵۰ نانومتر دارد. تک لایه‌های تیول مانند یک
الگوی نرم عمل می‌کند و به‌صورتی در می‌آید که نانوبلورهای طلا در سطح آنها تشکیل
شود. با این روش می‌توان ذراتی با ابعاد، شکل و جهت‌گیری مورد دلخواه ایجاد کرد.

این گروه نتایج کار خود را در نشریه Physical Review Letters به چاپ رساندند.