Densitetsgradient ultracentrifugering til kolloide nanostrukturer adskillelse og undersøgelse

Densitetsgradient ultracentrifugering (DGUC), som en effektiv metode til rensning af nanomaterialer, har tiltrukket forskning. En nylig anmeldelse blev rapporteret af Videnskabsbulletin i et papir med titlen "Density gradient ultracentrifugation for kolloide nanostructures separation and research, " af Xiaoming Sun og Liang Luo et al fra Beijing University of Chemical Technology. Forfatterne introducerer systematisk klassificeringen, mekanisme og anvendelser af tæthedsgradient ultracentrifugering (DGUC) med forskellige separationseksempler, demonstrerer alsidigheden af ​​en så effektiv adskillelsesteknik.

Monodispergerede nanopartikler og deres samlinger har stort anvendelsespotentiale på grund af deres unikke optiske, elektriske, magnetiske og katalytiske egenskaber. I løbet af de sidste to årtiers hurtige udvikling af nanomaterialer, forskere har gjort fremskridt inden for syntetiske metoder til udvikling af monodisperse nanopartikler til halvledere, metaller og oxider, og mange enkelt- eller multikomponentsamlinger er også blevet fremstillet. Imidlertid, den syntetiske repeterbarhed af monodisperse nanomaterialer forbliver altid en hovedgrænse for storskala fabrikationer og applikationer. Yderligere, rationelt design og syntese af dopede nanostrukturer med komplicerede komponenter eller komplekse strukturer såsom kerne/skalstrukturer eller asymmetriske strukturer er blevet nye emner inden for kemi og materialevidenskab, primært på grund af den usikre repeterbarhed. Men adskillelsesmetoderne for nanomaterialer forbliver langt bagefter. Typiske metoder som membranfiltrering, elektroforese og magnetiske felter, har også mange begrænsninger og begrænsede adskillelseseffekter, som hindrer den praktiske anvendelse af nanoenheder på forskellige områder.

Formålet er at løse ovenstående problemer, DGUC teknikken, som blev brugt til at sortere makromolekyler i biologi, er for nylig blevet demonstreret som en effektiv måde at sortere kolloide nanopartikler på af flere forskningsgrupper, herunder dem, der ledes af Hersam og Sun. DGUC kan realisere adskillelsen af ​​nanopartikler i henhold til deres forskelle i kemi, struktur, størrelse og/eller morfologi. Forfatterne introducerede klassifikationen, mekanisme, anvendelighed og instruktioner fra DGUC, og demonstrerede applikationerne, herunder adskillelse, oprensning og ultra-koncentration af nanopartikler af DGUC, verifikation af alsidighed. De videreudviklede en ny "lab in a tube" metode, hvilket er nyttigt til at overvåge og få dybere indsigt i syntetiske mekanismer, in situ overfladereaktioner og montageprocesser.