یک روش تصویربرداری جدید، محققان را قادر ساخته است تا درک جدیدی در مورد چگونگی اتصال لیگاندهای کوچک به سطح نانوذرات و تغییر شکل این ذرات بدست آورند.
ترفندی جالب: با تغییر غلظت لیگند می‌توان شکل نانوذرات را کنترل کرد
لیگاندها تقریباً شبیه آویزهایی در ابعاد نانو هستند که به انواع مختلفی از سطوح متصل می‌شوند. چگونگی اتصال لیگند در طیف وسیعی از فرآیندهای شیمیایی، از تصفیه و تجزیه تا طراحی مواد نانو بسیار مهم است.
با این حال، درک چگونگی برهم‌کنش لیگاندها با سطح نانوذرات یک چالش برای محققان بوده است. شناسایی لیگاندهای جذب شده دشوار است؛ زیرا مولکول‌های دیگری نیز در ترکیب وجود دارند و سطوح نانوذرات ناهموار و چند وجهی هستند، به این معنی که برای بررسی دقیق به وضوح مکانی فوق‌العاده بالایی نیاز دارند.
محققان دانشگاه کرنل به رهبری پنگ چن، پیتر جی‌دبلیو از یک روش پیشرو در تصویربرداری استفاده کردند، روشی که در سال ۲۰۱۹ برای دستیابی به یک عکس فوری با وضوح بالا از این فعل و انفعالات سطح و به‌دست آوردن درک جدیدی از قدرت یا میل جذب لیگاند استفاده شده بود.
این تصویربرداری به کشف غیرمنتظره‌ای منجر شد: با تغییر غلظت لیگاندها، محققان دریافتند که می‌توانند شکل ذره‌ای را که درون آن قرار دارد کنترل کنند. رویکردی که می‌تواند منجر به آرایه‌ای از کاربردها مانند حذف ریز آلاینده‌ها از محیط شود.
چن گفت: «وقتی مولکول روی سطح یک ماده در مقیاس نانو جذب شود، در واقع از سطح محافظت می‌کند و باعث پایداری آن می‌شود و این می‌تواند برای کنترل چگونگی رشد ذرات نانومقیاس و شکل نهایی آن‌ها استفاده شود. ما دریافتیم که فقط با یک لیگاند می‌توانیم این کار را انجام دهیم. شما هیچ ترفند دیگری انجام نمی‌دهید. فقط غلظت را کاهش یا آن را افزایش می‌دهید و با این کار می‌توانید شکل را تغییر دهید.»
اندازه و ساختارهای نانوذرات، ذاتاً با کاربردهای بالقوه ذره گره خورده‌اند. هرچه ذره بزرگتر باشد، اتم‌های بیشتری درون آن قرار می‌گیرند، در حالی که ذرات کوچکتر فضای داخلی کمتری دارند اما نسبت حجم بیشتری برای قرار گرفتن اتم‌ها در بالای قسمت قرار دارند، جایی که می‌توان از آن‌ها برای فرآیندهایی مانند تجزیه و جذب استفاده کرد.
دانشمندان از روش‌های مختلف تصویربرداری برای بررسی این ذرات استفاده کرده‌اند، اما آن‌ها نتوانسته‌اند وضوح نانومتری را بدست آورند تا در واقع گوشه‌ها و شکاف‌های چندین سطح را کشف کنند و میل جذب لیگاند را کمی کنند. تیم چن توانست با استفاده از روش ابداعی خود که با عنوان COMPEITS شناخته می‌شود، این کار را انجام دهد.
با استفاده از COMPEITS روی یک نانوذره طلا، این تیم توانست قدرت جذب لیگاند را به‌صورت کمی اندازه‌گیری کند.
