研究人員制造了一個微型相機，用“分子膠”固定在一起，使他們能夠實時觀察化學反應。
該設備由劍橋大學的一個團隊制造，使用稱為葫蘆脲 (CB) 的分子膠將稱為量子點的微小半導體納米晶體和金納米粒子結合在一起。當將要研究的分子添加到水中時，這些成分會在幾秒鐘內自組裝成一個穩(wěn)定、強大的工具，可以實時監(jiān)測化學反應。
相機在半導體內收集光，誘導電子轉移過程，如光合作用中發(fā)生的那些，可以使用結合的金納米顆粒傳感器和光譜技術進行監(jiān)測。他們能夠使用相機觀察先前理論化但未直接觀察到的化學物種。
該平臺可用于研究各種潛在應用的廣泛分子，例如改進光催化和可再生能源光伏。該結果公布在雜志自然納米技術。
大自然通過自限過程在分子尺度上控制復雜結構的組裝。然而，在實驗室中模擬這些過程通常既耗時又昂貴，并且依賴于復雜的程序。
“為了開發(fā)具有卓越性能的新材料，我們經常將不同的化學物種結合在一起，以得到一種具有我們想要的特性的混合材料，”領導這項研究的劍橋大學 Yusuf Hamied 化學系的 Oren Scherman 教授說。“但是制造這些混合納米結構很困難，而且你經常會得到不受控制的生長或不穩(wěn)定的材料。”
Scherman 和他的劍橋大學卡文迪許實驗室和倫敦大學學院的同事開發(fā)的新方法使用葫蘆脲——一種與半導體量子點和金納米粒子強烈相互作用的分子膠。研究人員使用小型半導體納米晶體通過他們創(chuàng)造的界面自限聚集過程來控制較大納米粒子的組裝。該過程導致產生與光相互作用的可滲透且穩(wěn)定的混合材料。該相機用于觀察光催化和跟蹤光誘導電子轉移。
“考慮到這種新工具的組裝非常簡單，我們對它的強大感到驚訝，”第一作者、化學系的 Kamil Soko?owski 博士說。
為了制造他們的納米相機，該團隊在室溫下將各個組件以及他們想要觀察的分子添加到水中。以前，當金納米粒子在沒有量子點的情況下與分子膠混合時，這些成分會發(fā)生無限聚集并從溶液中脫落。然而，根據(jù)研究人員開發(fā)的策略，量子點介導了這些納米結構的組裝，從而使半導體-金屬混合物控制并限制了它們自身的尺寸和形狀。此外，這些結構可以保持穩(wěn)定數(shù)周。
“這種自限性是令人驚訝的，這不是我們期望看到的，”共同作者，同樣來自化學系的 Jade McCune 博士說。“我們發(fā)現(xiàn)可以通過添加另一種納米顆粒成分來控制一種納米顆粒成分的聚集。”
標簽：
免責聲明：本文由用戶上傳，如有侵權請聯(lián)系刪除！