محققان با انجام جراحی روی نانوذرات طلا، فصل تازه‌ای در دنیای نانوشیمی ایجاد کردند. آنها با ایجاد تغییرات موفق به اصلاح خواص نوری نانوذرات شدند.
جراحی نانوذرات طلا برای تولید نانوذرات با خواص دلخواه !
یک گروه از شیمی‌دانان دانشگاه ملون کارنجی برای اولین بار اقدام به جراحی یک نانوذره کردند. این جراحی به محققان اجازه می‌دهد تا خواص نانوذرات را به دلخواه دستکاری کنند که دستاوردی بزرگ در دنیای نانوشیمی محسوب می‌شود.
این روش توسط کی لی، دانشجوی سال سوم در گروه جین، ارائه شده‌است که به دانشمندان اجازه می‌دهد تا خواص نانوذرات را بهبود دهند. با این روش می‌توان فعالیت‌های کاتالیستی و خواص فتولومینسانس را در نانوذرات تغییر داد و از آن برای بخش سلامت، الکترونیک و تولید استفاده کرد.
جین می‌گوید: «نانوشیمی حوزه‌ای بسیار جدید با حدود ۲۰ سال عمر است. ما به دنبال رقابت با شیمی آلی هستیم که بیش از ۱۰۰ سال قدمت دارد. شیمی آلی می‌تواند گروه‌های عاملی را به مواد متصل کند. ما نیز کاری شبیه به این در مقیاس نانومتری انجام دادیم.»
برای انجام این جراحی، محققان لازم بود تا از دستکاری اتمی نانوذرات شروع کنند. این گروه روش‌هایی برای دستکاری نانوذرات طلا ارائه کردند تا بتوان اتم‌های هر نانوذره را به دقت کنترل کرد. در نهایت نانوذرات به دست آمده ساختاری کاملاً یکنواخت دارند. این گروه قادراند ساختار نانوذرات را به سادگی تعیین کنند.
با داشتن این نانوذرات، گروه تحقیقاتی جین قصد دارند تا روشی برای پیوند زدن نانوذرات به هم به دست آورند تا عملکرد آنها را به دلخواه تغییر دهند.
در این پروژه، جین و همکارانش نانوجراحی را روی نانوذرات طلا انجام دادند؛ نانوذراتی متشکل از ۲۳ اتم که با لیگندهایی محافظت شده بود. با استفاده از روش مبادله فلزی، این گروه دو رشته S-Au-S را از سطح نانوذرات جدا کردند که موجب تغییر خواص نوری شد. همچنین این زدایش نقش مهمی در فتولومینسانس سطح ایفا کرد و مهمتر آن که این جراحی موجب بهبود ۱۰ برابری فتولومینسانس در نانوذرات شد که نقش مهمی در تصویربرداری زیستی، تشخیص سرطان و فناوری LED دارد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Molecular ‘surgery’ on a 23-gold-atom nanoparticle در نشریه Science Advanced به چاپ رسیده است.
