Nanocage overflader får makeover i stuetemperatur

Kyoto -universitetets forskere har opdaget en måde at udskifte overfladeioner af kobberoxid -nanokrystaller ved omgivelsesbetingelser - en bedrift, der vil gøre nanokage -produktion betydeligt enklere.

Ioniske halvleder-nanocages kan bruges som fotoelektriske konverteringsmaterialer som dem, der bruges i solpaneler. Som et bur i bogstavelig forstand, nanocages kan også indkapsle lægemidler og enzymer, lovende yderligere udvikling for målrettet lægemiddellevering.

Den nye metode udviklet af Hsin-Lun Wu og kolleger ved Kyoto Universitet udnytter allerede eksisterende krystal "forme" til at få kobberoxid nanokrystaller til at forvandle sig til hule kobbersulfid nanocages gennem anionbytning, og i sidste ende til cadmiumsulfid og zinksulfid nanokager.

Nanokager vises i flere krystal systemer afhængigt af deres former, herunder kubiske og sekskantede systemer. Tidligere, med henblik på at udlede hexagonale zinksulfid-nanokager, det var nødvendigt at påføre høj varme op til omkring 1000 grader celcius til zinksulfid nanocages med et kubisk system.

Med Kyoto-teamets metode, alt det kræver er at udsætte hexaedriske eller dodekaedriske kobberoxidnanokrystaller for natriumsulfid; med denne proces, anioner på overfladen bliver erstattet, transformerer overfladen af ​​nanokrystallen til kobbersulfid. Ud over, kobberoxidet i indersiden opløses for at skabe en hul nanocage. Når disse kobbersulfid nanocages udsættes for cadmiumnitrat eller zinknitrat, kobberkationerne bliver erstattet for at give cadmiumsulfid-nano- og zinksulfid-nanocages, henholdsvis.

Forfatterne skriver, at sådanne kemiske omdannelser kan "overvinde vanskelighederne forbundet med at kontrollere størrelsen, form, kemisk sammensætning, og krystalstruktur."

"Vi havde aldrig forventet, at dette kunne gøres på et så enkelt trin, " siger Toshiharu Teranishi, en seniorforfatter af undersøgelsen.

Holdet håber at teste denne metode på nanokrystaller med forskellig ionisk makeup. "Ioniske nanokrystaller kommer i så mange smagsvarianter, " sagde Teranishi. "Vi arbejder på at finde ud af, om dette kan anvendes som en generel metode for ikke kun kobberoxid-nanokrystaller, men også for andre ioniske nanokrystaller."