Producerer guldnano-partikler (og brint) i vand uden behov for giftige kemikalier

I en overraskende opdagelse har Flinders Universitys nanoteknologiforskere produceret en række forskellige typer guldnanopartikler ved at justere vandstrømmen i den nye vortex-fluidiske enhed - uden behov for giftige kemikalier. Artiklen, "Nanogold Foundry Involving High-Shear-Mediated Photocontact Electrification in Water," er blevet offentliggjort i Small Science .

Det grønne kemiske laboratoriums arbejde med nano-gulddannelse førte også til opdagelsen af ​​en kontaktelektrificeringsreaktion i vand i enheden – hvilket resulterede i dannelsen af ​​brint og hydrogenperoxid.

I deres undersøgelse samarbejdede australske og oversøiske forskere om den udviklende størrelse og form af guldnanopartikler fra forskellige VFD-behandlingsparametre og koncentrationer af guldchloridopløsning.

"Gennem denne forskning har vi opdaget et nyt fænomen i hvirvelvæskeanordningen. Foto-kontakt elektrificeringsprocessen ved faststof-væske grænsefladen, som kunne bruges i andre kemiske og biologiske reaktioner," siger Flinders Ph.D. Badriah Mazen Alotaibi, der ledede undersøgelsen.

"Vi har også opnået syntese af rene, uberørte guldnanopartikler i vand i VFD uden brug af almindeligt anvendte kemikalier - og dermed minimeret spild," siger hr. Alotaibi.

"Denne metode er vigtig for dannelsen af ​​nanomaterialer generelt, fordi det er en grøn proces, hurtig, skalerbar og giver nanopartikler med nye egenskaber."

Guld nanopartiklers størrelse og form er afgørende for en række anvendelser – fra lægemiddellevering til katalyse, sensing og elektronik – på grund af deres fysiske, kemiske og optiske egenskaber.

Den fluidiske hvirvelanordning, der blev udtænkt for et årti siden af ​​seniorforfatter Flinders University Professor Colin Raston, er et hurtigt roterende rør, der er åbent i den ene ende med væsker leveret gennem jet feeds. Forskellige rotationshastigheder og ekstern påføring af lys i enheden kan bruges til at syntetisere partikler efter specifikation.

"Forskere rundt om i verden finder nu, at den flydende tyndfilmsanordning med kontinuerligt flow er nyttig til at udforske og optimere mere bæredygtige behandlingsteknikker i nanoskala," siger professor Raston.

"I dette seneste eksperiment antager vi, at VFD'ens høje forskydningsregimer førte til den kvantemekaniske effekt kendt som kontaktelektrificering, hvilket er en anden spændende udvikling."

Professor Raston siger, at denne opdagelse "er et paradigmeskift i, hvordan man fremstiller materialer på en kontrolleret måde ved hjælp af vand, uden andre kemikalier påkrævet, hvilket bidrager til en mere bæredygtig fremtid."

Flere oplysninger: Badriah M. Alotaibi et al., Nanogold Foundry Involving High-Shear-Mediated Photocontact Electrification in Water, Small Science (2024). DOI:10.1002/smsc.202300312

Leveret af Flinders University