維生素C的增加幫助萊斯大學(xué)的科學(xué)家們將小金納米棒變成了精細(xì)的金納米線。

常見(jiàn)的，溫和的抗壞血酸是一種不那么秘密的醬油，它幫助化學(xué)家尤金祖巴列夫的萊斯實(shí)驗(yàn)室從粗糙的納米棒中生長(zhǎng)純凈的納米線，而沒(méi)有先前技術(shù)的缺點(diǎn)。

“使用維生素C制造金納米結(jié)構(gòu)本身沒(méi)有新意，因?yàn)橹坝性S多例子，”祖巴列夫說(shuō)。“但維生素C實(shí)現(xiàn)的緩慢和可控的減少令人驚訝地適用于生產(chǎn)超長(zhǎng)納米線的這類(lèi)化學(xué)物質(zhì)。”

這項(xiàng)工作的細(xì)節(jié)出現(xiàn)在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊ACS Nano中。

萊斯實(shí)驗(yàn)室的納米棒在該過(guò)程開(kāi)始時(shí)厚約25納米 - 并且在它們的長(zhǎng)度變長(zhǎng)成長(zhǎng)納米線的同時(shí)保持這種狀態(tài)。長(zhǎng)度超過(guò)1,000納米，物體被認(rèn)為是納米線，這很重要。導(dǎo)線的縱橫比 - 長(zhǎng)度與寬度 - 決定了它們?nèi)绾挝蘸桶l(fā)射光以及它們?nèi)绾蝹鲗?dǎo)電子。結(jié)合金的固有金屬特性，可以提高其在傳感，診斷，成像和治療應(yīng)用中的價(jià)值。

Zubarev和主要作者，萊斯化學(xué)校友Bishnu Khanal成功地使他們的粒子遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了從納米棒到納米線的過(guò)渡，理論上是無(wú)限長(zhǎng)度。

研究人員還表明，該過(guò)程是完全可控的和可逆的。這使得可以生產(chǎn)任何所需長(zhǎng)度的納米線，并因此產(chǎn)生用于電子或光操縱應(yīng)用的所需配置，尤其是涉及等離子體的那些，電子在金屬表面上的光觸發(fā)振蕩。

納米線的等離子體響應(yīng)可以調(diào)整為從可見(jiàn)光到紅外發(fā)射光，理論上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出它們的長(zhǎng)寬比。

這個(gè)過(guò)程很慢，因此需要幾個(gè)小時(shí)才能生長(zhǎng)出一微米長(zhǎng)的納米線。“在本文中，我們只報(bào)告長(zhǎng)度達(dá)4到5微米的結(jié)構(gòu)，”祖巴列夫說(shuō)。“但我們正努力制造更長(zhǎng)的納米線。”

生長(zhǎng)過(guò)程似乎只適用于五面體孿晶金納米棒，其中含有五個(gè)連接的晶體。這些五面棒 - “想象一支鉛筆，但有五面而不是六面，”祖巴列夫說(shuō) - 沿著平坦的表面穩(wěn)定，但不是在尖端。

“這些尖端也有五個(gè)面，但它們有不同的原子排列，”他說(shuō)。“這些原子的能量略低，當(dāng)新原子沉積在那里時(shí)，它們不會(huì)遷移到其他任何地方。”

這使得不斷增長(zhǎng)的電線不會(huì)增加周長(zhǎng)。每個(gè)添加的原子都會(huì)增加導(dǎo)線的長(zhǎng)度，從而增加縱橫比。

納米棒的反應(yīng)性尖端得到表面活性劑CTAB的幫助，該表面活性劑覆蓋納米棒的平坦表面。“表面活性劑在兩側(cè)形成非常致密，緊密的雙層，但它不能有效地覆蓋尖端，”祖巴列夫說(shuō)。

這使得尖端對(duì)氧化或還原反應(yīng)開(kāi)放?？箟难崽峁┡c金離子結(jié)合的電子，并以金原子的形式沉淀在尖端。并且與容易聚集的溶液中的碳納米管不同，納米線彼此保持距離。

“最有價(jià)值的特征是納米棒對(duì)納米線的真正一維伸長(zhǎng)，”Zubarev說(shuō)。“它不會(huì)改變直徑，所以原則上我們可以采用縱橫比可能為2或3的小桿，并將它們拉長(zhǎng)至100倍。”

他說(shuō)這個(gè)過(guò)程應(yīng)該適用于其他金屬納米棒，包括銀。