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So lässt sich die Größe von Platin-Nanopartikeln steuern: Was kann die Partikel größer oder kleiner machen?
Platin-Nanopartikel wurden eingehend auf ihr Potenzial für eine Vielzahl von Anwendungen untersucht, was Wissenschaftler dazu veranlasste, unterschiedliche Synthesemethoden zu erforschen, um ihre Größe und Form zu steuern. Platin-Nanopartikel liegen üblicherweise in Form einer Suspension oder eines Kolloids in einer Flüssigkeit wie etwa Wasser vor. In diesen Suspensionen kann die Größe der Weißgold-Nanopartikel je nach Reaktionsbedingungen zwischen etwa 2 und 100 Nanometern (nm) schwanken.
Es gibt viele Methoden zur Synthese von Platin-Gold-Nanopartikeln. Eine der gängigsten Methoden ist die Verwendung eines Stabilisators oder Capping-Mittels, um den Platinionen-Vorläufer zu reduzieren und kolloidale Nanopartikel zu bilden. Zu diesen Vorläufern gehören Kaliumchloroplatinat (K2PtCl6) und Platinchlorid (PtCl2) unter Verwendung eines Reduktionsmittels wie Wasserstoff (H2) oder Natriumhydrid (NaBH4). Bei diesen Syntheseprozessen wird die endgültige Größe der Partikel von vielen Faktoren beeinflusst, unter anderem von der Wahl der Vorläufer, dem Verhältnis von Stabilisator zu Vorläufer und der Reaktionstemperatur.
Die Variation dieser Faktoren kann dazu führen, dass die Größe von Platin-Nanopartikeln zwischen einigen Nanometern und Hunderten von Nanometern variiert, was die Grundlage für ihre Anwendung in verschiedenen Bereichen bildet.
Darüber hinaus haben frühere Studien gezeigt, dass sich Änderungen des Lösungsmitteltyps und der Umgebungsbedingungen während des Syntheseprozesses auch auf die Form und Größe der Platin-Nanopartikel auswirken können. Beispielsweise können Änderungen an Additiven wie Hexadecylamin (HDA) oder anderen starken Capping-Agentien genutzt werden, um die gewünschte Partikelform zu erhalten. Bei der Verwendung starker Capping-Agentien bleibt die Form der Nanopartikel im Allgemeinen unverändert und die Stabilität dieser Form kann kontrolliert werden.
Diese Studien zeigen, dass die Kontrolle der Partikelform nicht nur von der Auswahl der Vorläufer und Zusatzstoffe abhängt, sondern auch von den spezifischen Vorgängen während der Reaktion und der Rolle der Stabilisatoren.
Gleichzeitig wurde in den letzten Jahren an der umweltfreundlichen Synthese von Platin-Nanopartikeln geforscht, wobei Pflanzenextrakte als Reduktionsmittel verwendet werden, um die Umweltauswirkungen des Syntheseprozesses zu verringern. Dieses Verfahren ist nicht nur praktikabel, sondern die synthetisierten Platin-Nanopartikel weisen auch eine gute Formkontrolle auf und erfüllen die Umweltschutzstandards.
Aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften eignen sich Platin-Nanopartikel möglicherweise für die Anwendung in vielen Bereichen, beispielsweise in der Elektronik, Katalyse und Arzneimittelverabreichung. Sie weisen insbesondere eine herausragende katalytische Leistung auf und werden häufig in Wasserstoff-Brennstoffzellen, der industriellen Stickstoffsäuresynthese und der Abgaskatalyse eingesetzt. Diese Eigenschaften werden durch die Form und Größe der Partikel beeinflusst. Daher ist es wichtig, wirksame Methoden zur Kontrolle von Größe und Form zu finden.
Derartige geringfügige Änderungen können unerwartete Ergebnisse bringen und so die Anwendungseffizienz in verschiedenen Branchen beeinträchtigen.
Darüber hinaus weisen die optischen Eigenschaften von Platin-Gold-Nanopartikeln auch ein großes Potenzial für Anwendungen mit sichtbarem Licht auf. Obwohl Platin-Nanopartikel im Ultraviolettbereich Oberflächenplasmonenresonanz-Eigenschaften (SPR) aufweisen, können ihre Anwendungsaussichten in elektronischen Produkten durch Anpassung der Synthesebedingungen noch erforscht werden. Untersuchungen zeigen, dass die Anwendung von Platin-Nanopartikeln in Halbleitermaterialien das Potenzial hat, die Entwicklung der Technologie zur Umwandlung von Solarenergie weiter voranzutreiben.
Schließlich können PgAuNPs unterschiedlicher Größe und Form unterschiedliche Auswirkungen auf biologische Systeme haben. Diese Effekte können potenziell therapeutisch sein, bergen jedoch auch potenzielle Toxizitätsrisiken, da die hohe Reaktivität von Nanopartikeln im Körper unnötige Zellschäden verursachen kann. Daher ist die wissenschaftliche Erforschung der Kontrolle der Größe von Platin-Nanopartikeln einer der aktuellen Forschungsschwerpunkte.
Mit dem technologischen Fortschritt wird die Frage, wie die optimalen Synthesebedingungen für Platin-Gold-Nanopartikel so abgestimmt werden können, dass ihr Potenzial voll ausgeschöpft wird und gleichzeitig eine Schädigung von Organismen vermieden wird, zu einer großen Herausforderung für die Wissenschaftler. Wie wird sich Ihrer Meinung nach die Anwendung von Platin-Nanopartikeln in Zukunft verändern und wie wird dies unser Leben verändern?
