Language
Country/Area
No result found
الكشف عن شكل جسيمات البلاتين النانوية: لماذا تعتبر المجالات والشرائط والمكعبات رائعة جدًا؟
توجد جسيمات البلاتين النانوية على شكل معلق أو مادة غروانية، وعادة ما تكون معلقة في الماء. يتم تعريف هذا النوع من الغروانية تقنيًا على أنه تشتت ثابت للجزيئات في وسط سائل (سائل أو غاز). اعتمادًا على ظروف التفاعل، يمكن أن يتراوح حجم جسيمات البلاتين النانوية الكروية من حوالي 2 إلى 100 نانومتر (نانومتر). تظهر هذه الجسيمات النانوية باللون الأحمر البني أو الأسود في المحاليل الغروية ولها أشكال متنوعة، بما في ذلك المجالات والشرائط والمكعبات ورباعي السطوح. تمت دراسة جسيمات البلاتين النانوية على نطاق واسع بسبب تطبيقاتها المحتملة في الحفز الكيميائي والطب وتخليق مواد جديدة.
طريقة التركيب
هناك طريقتان رئيسيتان لتصنيع جسيمات البلاتين النانوية. الأول هو تقليل سلائف أيون البلاتين المشتتة في المحلول واستخدام المثبتات أو عوامل الحجب لتشكيل جسيمات نانوية غروية، والآخر هو اختراق سلائف أيون البلاتين وتقليلها إلى مسام صغيرة مثل البوكسيت في المواد الداعمة. تتضمن بعض سلائف البلاتين الشائعة حمض سداسي كلورو البلاتينيك البوتاسيوم (K2PtCl6) أو كلوريد البلاتين (PtCl2).
يتأثر شكل وحجم جسيمات البلاتين النانوية بعدة عوامل، بما في ذلك طرق التركيب والمذيبات والظروف الخارجية.
مزيج من سلائف مختلفة، مثل كلوريد الروثينيوم (RuCl3) وحمض البلاتين المكلور (H2PtCl6)، ويستخدم أيضًا لتجميع الجسيمات النانوية المعدنية المختلطة. تشمل عوامل الاختزال الشائعة الهيدروجين (H2)، وهيدريد الصوديوم (NaBH4) وجليكول الإيثيلين (C2H6 O2)، بالإضافة إلى الكحوليات الأخرى والمركبات المشتقة من النباتات. عندما يتم تقليل مقدمة معدن البلاتين إلى معدن بلاتيني محايد (Pt0)، سيكون خليط التفاعل مفرط التشبع ويترسب على شكل جسيمات نانوية الحجم. غالبًا ما تُستخدم المثبتات مثل بولي أكريلات الصوديوم أو سترات الصوديوم لتثبيت سطح الجسيمات النانوية ومنع تراكمها.
تظهر الأبحاث أن الروابط والمذيبات لها تأثير مهم على حجم وشكل جسيمات البلاتين النانوية. أبلغ راميريز وآخرون عن اكتشاف أنه تم تحضير بذور جسيمات البلاتين النانوية عن طريق تحلل Pt2(dba)3 في رباعي هيدروفيوران (THF) تحت جو من أول أكسيد الكربون. الجسيمات المنتجة في ظل هذه الظروف محاطة بروابط THF وCO ضعيفة الارتباط ويبلغ قطرها حوالي 1.2 نانومتر. بعد التنظيف، تمت إضافة سداسي سيلامين (HDA) ليحل محل بروابط THF وCO. بعد حوالي سبعة أيام، تم تشكيل جسيمات نانوية بلاتينية بلورية أحادية التشتت بمتوسط قطر 2.1 نانومتر.
عند استخدام عوامل حجب أقوى مثل ثلاثي فينيل فوسفين أو ديديكانيثيول، احتفظت الجسيمات النانوية بشكلها الكروي، مما يشير إلى تأثير بروابط HDA على شكل الجسيمات.
فيما يتعلق بالتحكم في الشكل والحجم، يمكن أيضًا لنسب عوامل حجب البوليمر المختلفة بالنسبة للتغيرات في تركيز السلائف أن تحقق التأثير المطلوب. يمكن أن يؤدي هذا التوليف الغروي المختزل إلى إنتاج مجموعة متنوعة من الأشكال مثل رباعيات السطوح، والمكعبات، والمنشورات غير المنتظمة، والمجسمات العشرونية، والمجسمات الثمانية، ويعتمد تشتتها على نسبة تركيز عامل الحجب إلى المادة الأولية.
باستخدام مستخلص أوراق البرسيمون (ديوسبيروس كاكي) كعامل اختزال، تم تحقيق تخليق صديق للبيئة من حمض الكلوروبلاتينيك. وكانت الجسيمات النانوية المصنعة كروية الشكل بقطر يتراوح بين 212 نانومتر وتفاعلات مختلفة ودرجة الحرارة وتركيز مستخلص الأوراق يؤثر على حجم الجزيئات المركبة. من خلال التحليل الطيفي، وجد أن التفاعل لم يتم تعزيزه بواسطة الإنزيمات، ولكن تم تقليله بواسطة جزيئات صغيرة مشتقة من النباتات.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية لجسيمات البلاتين النانوية تجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات البحثية، بما في ذلك الإلكترونيات والبصريات والتحفيز وتثبيت الإنزيمات.
تُستخدم جسيمات البلاتين النانوية على نطاق واسع كمحفزات، بما في ذلك تفاعلات أكسدة الهيدروجين، والتوليف الصناعي وتقليل غازات عوادم السيارات.
يمكن للجسيمات النانوية البلاتينية، تحت تأثير شكلها وحجمها ومورفولوجيتها، أن تمارس تأثيرات تحفيزية في المحاليل الغروية المتجانسة أو كمحفزات في الطور الغازي مدعومة بالمواد الصلبة. خصائصها البصرية رائعة أيضًا، لأنها تظهر ظاهرة رنين البلازمون السطحي المميز (SPR) في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. تمنحهم هذه الخاصية إمكانات واسعة في تطبيقات الإلكترونيات والحفز والاستشعار والتطبيقات الكهروضوئية.
ومع ذلك، فإن التفاعلات البيولوجية لجسيمات البلاتين النانوية لا تزال قيد مزيد من الدراسة، ويجب أيضًا دراسة قضايا سميتها بعناية. وعلى الرغم من أن لديها إمكانات واسعة للتطبيقات الطبية، إلا أن الاستجابات والتأثيرات على الكائنات الحية لا تزال بحاجة إلى تقييم دقيق. كيف تمارس جسيمات البلاتين النانوية فعاليتها في بيئات بيولوجية مختلفة وما تأثيرها على الحياة؟ هل يستحق الأمر التأمل؟
عناصر التحكم في الشكل والحجم
طريقة التركيب الأخضر
الخصائص والتطبيقات
