پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی نشان دادند که در فرایند تولید نانوذرات طلا، ابعاد لیگند مورد استفاده تاثیر زیادی در اندازه نانوذرات تولید شده دارد. بنابراین با انتخاب لیگند مناسب می‌توان ابعاد نانوذرات را کنترل کرد.
کنترل ابعاد نانوذرات با استفاده از لیگندهای مختلف
نتایج همایش نهایی پروژه NanoCap
پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی نشان دادند که
در فرایند تولید نانوذرات طلا، ابعاد لیگند مورد استفاده تاثیر زیادی در
اندازه نانوذرات تولید شده دارد. بنابراین با انتخاب لیگند مناسب می‌توان
ابعاد نانوذرات را کنترل کرد.
جوزف تریسی از پژوهشگران این پروژه
می‌گوید این کار دانش ما را درباره تولید نانوذرات افزایش می‌دهد. نانوذرات
طلا از دسته موادی هستند که در صنعت کاربردهای وسیعی دارند.
وقتی
نانوذرات طلا ایجاد می‌شوند معمولا در فرآیند تولید آنها از مولکول‌های
آلی موسوم به لیگند استفاده می‌شود. این لیگندها اتم‌های طلا را به نزدیک
یکدیگر می‌آورند تا نانوذرات شکل گیرند. در این فرآیند لیگندها در کنار هم
قرار گرفته تا اتم‌های طلا ساختار سه بعدی نانوذرات را شکل دهند.
محققان تصمیم داشتند که ببینند آیا توده‌ای شدن لیگندها روی ابعاد
نانوذرات تاثیرگذار است تا با این کار لیگندهای تیول مناسب برای سنتز
نانوذرات طلا پیدا کنند. لیگندهای مورد استفاده در این فرآیند هگزان تیولات
خطی(SC6 -))، سیکلوهگزان تیولات(SCy-)) و آدامانتان تیولات (SAd-)) بود، هر یک
از این لیگندها دارای پیکربندی توده‌ای خاص خود است.
اگر لیگندها را
به‌صورت تکه‌های کیک تصور کنیم که اتم‌های طلا در وسط آن قرار دارند، SC6
شبیه یک تکه باریک از کیک است، SCY- تکه‌ای بزرگتر و Sad– بزرگتر از دو تکه
قبلی است. محققان دریافتند که ابعاد لیگندها تعیین کننده اندازه نانوذرات
است. از انجایی که لیگندهای Sad– و SCY– کمتری می‌توانند درکنار هم قرار
گیرند در نتیجه اتم‌های طلای کمتری را هم می‌توانند به کنار یکدیگر بکشانند
بنابراین نانوذرات کوچکتری ایجاد می‌شوند. SC6 – که توده‌ای‌ترین لیگند است،
بزرگترین نانوذره را ایجاد می‌کند.
پیتر کرومنکوک از پژوهشگران این
پروژه می‌گوید ما در این پروژه نشان دادیم که با این وسیله می‌توان ابعاد
نانوذرات را کنترل کرد، همچنین می‌توان از این روش برای دیگر مواد نیز
استفاده کرد. این چیزی بود که ما به دنبالش بودیم.
البته محققان چیز
دیگری را هم کشف کردند. آنها دریافتند که نانوذرات در حین تشکیل ترجیح
می‌دهند ابعاد مشخصی داشته باشند برای مثال یک گونه از نانوذرات
ترجیحا ۲۵ تا ۲۸ اتم دارد اما هیچگاه ۲۶ یا ۲۷ اتم نخواهد داشت.
در این
پژوهش، محققان دریافتند که میزان توده‌ای بودن لیگندها می‌تواند روی ابعاد
نانوذرات تولید شده تاثیرگذار باشد. این موضوع از آن جهت جالب است که هر
نانوذره تعداد اتم‌ها و لیگندهای متفاوتی است این ویژگی روی خواص شیمیایی
نانوذرات تولید شده تاثیر بسزایی دارد.
نتایج این تحقیق در قالب
مقاله‌ای تحت عنوانBulky Adamantanethiolate and Cyclohexanethiolate
Ligands Favor Smaller Gold Nanoparticles with Altered Discrete Sizes در
نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
