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化学家构建首个纳米粒子“图书馆”

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摘要:众所周知,纳米粒子经常表现出与常见大尺度物质不同的性质,应用领域也大相径庭。例如,金纳米粒子可以催化化学反应,而普通的金块却不能。基于半导体的纳米粒子仅通过尺寸的细小变化即可发射出不同颜色的光,而普通的半导体却无法做到。 鉴于此,科学家想出了无数方法合成纳米粒子(如图)。然而,一直以来,他们并没有提出在纳米尺度组合多种元素并进行测试的系统方法。

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近日,研究人员在《科学》杂志报告称,他们合成出了由5种金属不同组合的纳米粒子,堪称纳米粒子“图书馆”。

该研究小组利用原子力显微镜的超小尖端作为羽毛笔,沾取5种不同的聚合物墨水。每种墨水各含有金、银、铜、镍或钴的金属离子。在平整基体上轻擦一滴不同的聚合物墨水后,研究人员利用两种独立的热处理方式固化纳米粒子。

首先,在较低温度下,科学家把金属离子从墨水中提取出来。第二步,在较高温度下,蒸发掉墨水得到固态纳米粒子。最终,研究人员成功制得了5种金属的全部31种组合方式的纳米粒子。目前,科学家正在测试这些粒子的光学、电学和催化特性,希望引领纳米技术新突破。

多金属纳米微粒用途广泛,包括催化、表面等离子体激元学、生物成像等。在催化等领域,多金属纳米粒子往往性能优于各自的纯组分纳米粒子。但是目前并没有一个有效的策略合成这种结构的“图书馆”,以供化学家通过系统和定位的方法进行探索。

《中国科学报》 (2016-06-27第2版 国际)

原标题:化学家构建首个纳米粒子图书馆

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