Billede af 44 sølv atom klyngen, bestående af en 32-atomers Ag-kerne (rød og grøn) beskyttet af seks holdere, hver indeholder to Ag-atomer (blå) og fem svovlderivater af benzoesyre (gul er svovl, grå er kulstof, orange er ilt). Kredit:Bokwon Yoon
(Phys.org) — To teams, der arbejder uafhængigt af hinanden, har udviklet meget lignende metoder til at skabe sølv nanopartikler, der virker uigennemtrængelige for rust. Et af holdene var fra USA og offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Natur . Det andet hold var fra Kina og offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Naturkommunikation .
Begge hold ledte efter en måde at skabe sølv nanopartikler, der kunne bruges som en erstatning for de dyrere guld nanopartikler (bruges flittigt i biomedicinske applikationer). Sølv er mere rigeligt og koster mindre, men dets følsomhed over for oxidation gør det ustabilt, og dermed uegnet til de fleste af de anvendelser, som guldnanopartikler bruges til. For at bruge sølv som grundlag for sådanne nanopartikler måtte forskerholdene finde en måde at få dem til at være uigennemtrængelige for oxidation, og det er lige hvad begge har opnået.
Begge hold endte med nanopartikler, der var sammensat af præcis 44 sølvatomer. På samme måde brugte begge hold en lignende teknik til at skabe nanopartiklerne - blandede sølvnitrater med reagenser i ethanol og vand. Forskellen mellem de to teknikker udviklet af de to hold var i de anvendte svovlbærende molekyler. I begge tilfælde, begge resulterede i dannelsen af en fast kerne med 12 sølvatomer. De var omgivet af yderligere 20 atomer, der tjente til at holde kernens form. Resten af atomerne blev brugt til at skabe en slags bur, der beskyttede den indre struktur mod påvirkning udefra. Slutresultatet var en sølvnanopartikel, der ser ud til at være lige så uigennemtrængelig for oxidation som guldnanopartikler - alt sammen til en stærkt reduceret pris. Forskerne foreslår, at det opfører sig som et "superatom", fordi dets struktur forhindrer tab af elektroner til andre kemikalier. En anden fordel, den nye teknik tilbyder, er præcision - hver eneste af de producerede nanopartikler har nøjagtigt 44 sølvatomer produceret i nøjagtig den samme konfiguration, gør produktionen lettere, fordi processen er mere forudsigelig.
Fad indeholdende 140 gram sølv nanopartikelpulver afbilledet med en opløsning af nanopartiklerne og 2 troy ounces sølvbarrer, hvilket er omtrent den mængde sølv, der er indeholdt i bunken. Kredit:Daniel Miller
Fad indeholdende 140 gram sølv nanopartikelpulver afbilledet med en opløsning af nanopartiklerne og 4 terninger, som repræsenterer de former, der findes i den meget symmetriske klynge. De er 4 af de fem platoniske faste stoffer:icosahedron, dodekaeder, oktaeder, og terning. Kredit:Daniel Miller
Guld nanopartikler er blevet brugt til at hjælpe med at levere lægemidler til interne biosystemer, at hjælpe med billeddannelse af individuelle celler, og som biomarkører til at fremhæve sygdomskomponenter. Nu, det forekommer sandsynligt, at den nye teknik, der er udviklet af de to hold, vil give mulighed for at bruge meget billigere sølvnanopartikler til sådanne applikationer i stedet.
© 2013 Phys.org