Comment construire une nanoparticule métallique? La théorie du roman explique comment les nanoparticules métalliques se forment – ScienceDaily


Bien que les scientifiques puissent depuis des décennies synthétiser des nanoparticules dans le laboratoire, le processus est principalement un essai et une erreur, et la façon dont la formation a effectivement lieu est obscure. Cependant, une étude récemment publiée dans Nature Communications par des ingénieurs chimiques à l'École de génie Swanson de l'Université de Pittsburgh explique comment se forment les nanoparticules métalliques.

"Stabilité thermodynamique des Nanoclusters métalliques protégés par le ligand" (DOI: 10.1038 / ncomms15988) a été co-écrit par Giannis Mpourmpakis, professeur adjoint d'ingénierie chimique et pétrolière, et candidat au doctorat Michael G. Taylor. La recherche, complétée dans le Laboratoire Nano et Énergie assistée par ordinateur de Mpourmpakis (C.A.N.E.LA.), est financée par un concours CAREER de la Fondation Nationale de la Science et fait passer des recherches antérieures axées sur la conception de nanoparticules pour les applications catalytiques.

"Bien qu'il existe une recherche approfondie sur la synthèse des nanoparticules métalliques, il n'y a vraiment pas d'explication rationnelle pour la formation d'une nanoparticule", a déclaré le Dr Mpourmpakis. "Nous voulions enquêter non seulement sur les applications catalytiques des nanoparticules, mais pour progresser davantage et comprendre la stabilité et la formation des nanoparticules. Cette nouvelle théorie de la stabilité thermodynamique explique pourquoi les nanocouples métalliques protégés par un ligand sont stabilisés à des tailles spécifiques".

Un ligand est une molécule qui se lie à des atomes métalliques pour former des noyaux métalliques qui sont stabilisés par une coquille de ligands, et donc comprendre comment ils contribuent à la stabilisation des nanoparticules est essentiel à toute procédure d'application de nanoparticules. Le Dr Mpourmpakis a expliqué que les théories précédentes décrivant pourquoi les nanoclusters se stabilisaient à des tailles spécifiques étaient basées sur des règles empiriques de comptage d'électrons – le nombre d'électrons qui forment une structure électronique à coque fermée, mais montrent des limites car il y a eu des nanoparticules métalliques synthétisés expérimentalement qui ne sont pas forcément Suivre ces règles.

"La nouveauté de notre contribution est que nous avons révélé que, pour les nanocyclos expérimentalement synthétisables, il doit y avoir un équilibre entre la force de liaison moyenne du noyau métallique du nanocouple et la force de liaison des ligands au noyau métallique", il m'a dit. "Nous pourrions alors raconter cela à la caractéristique structurelle et de composition des nanoclusters, comme la taille, le nombre d'atomes métalliques et le nombre de ligands.

"Maintenant que nous avons une compréhension plus complète de cette stabilité, nous pouvons mieux adapter les morphologies des nanoparticules et, à leur tour, les propriétés, aux applications du biomarquage de cellules individuelles et à la distribution ciblée de médicaments à des réactions catalytiques, créant ainsi une production plus efficace et durable Processus ".

Source de l'histoire:

Matériel fourni par Université de Pittsburgh . Remarque: Le contenu peut être édité pour le style et la longueur.

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