Самособирающиеся серебряные нанокубки

Серебряные нанокубы
Серебро - один из самых важных материалов для наноструктур из-за его превосходных характеристик. Были синтезированы серебряные наноструктуры различных форм, включая сферы, диски, стержни, проволоку, звезды, призмы, правые бипирамиды и кубы. Из них монокристаллические нанокубки являются наиболее полезной структурой, особенно для производства золотых наноклеток, поскольку серебряные нанокубки служат жертвенным шаблоном.
Синтез
Исследователи из Вашингтонского университета разработали метод синтеза полиола, который является простым, надежным и универсальным для получения серебряных нанокубов в виде монодисперсных образцов. Здесь атомы серебра образуются за счет восстановления предшественника AgNO3 этиленгликолем. Как только концентрация атомов серебра достигнет уровня пересыщения, они начнут зарождаться и вырастут в наноструктуры серебра в фазе раствора. Скорость производства серебряных нанокубов может быть улучшена путем добавления следовых количеств сульфида натрия (Na2S) или гидросульфида натрия. Присутствие сульфидных анионов значительно ускоряет синтез полиолов из серебряных нанокубов из-за резкого увеличения скорости восстановления иона серебра.
Самосборка и синтез
Наноинженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, который позволяет серебряным нанокубикам самостоятельно собираться в крупномасштабные структуры для использования в новых оптических, химических и биологических сенсорах, оптических схемах, а также в антеннах и линзах следующего поколения. Металлические нанокристаллы имеют форму куба, как кирпичи, и самопроизвольно организуются в крупномасштабные структуры с точной ориентацией относительно друг друга.
Для создания таких объектов, как антенны и линзы, исследователи использовали химически синтезированные металлические нанокристаллы. Нанокристаллы могут быть синтезированы в различные формы для создания этих структур путем создания крошечных кубиков, состоящих из кристаллического серебра, которые могут ограничивать свет, когда они организованы в группы из нескольких частиц. Ограничение света сверхмалыми объемами может позволить оптические сенсоры, которые будут чрезвычайно чувствительны, и позволить исследователям отслеживать, как отдельная молекула движется, реагирует и изменяется со временем.
Контроль
Чтобы контролировать организацию кубов, исследователи разработали метод прививки полимерных цепей к поверхности серебряного куба, который изменяет их взаимодействие друг с другом. Обычно, когда такие объекты, как кубы, складываются, они упаковываются бок о бок, как блоки Тетриса. Используя моделирование, исследователи предсказали, что размещение коротких полимерных цепей на поверхности куба приведет к их нормальному складыванию, в то время как размещение длинных полимерных цепей приведет к тому, что кубики будут складываться вплотную.
Исследователи продемонстрировали, создав макроскопические пленки из нанокубов с этими двумя разными ориентациями и показали, что пленки отражают и пропускают свет с разными длинами волн.
Применения
Результаты могут иметь важное значение при разработке новых оптических химических и биологических сенсоров, в которых свет взаимодействует с молекулами, и в оптических схемах, где свет может использоваться для передачи информации.