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实时观察单个银纳米颗粒

2019-03-20 12:37:36来源:

波鸿鲁尔大学(Ruhr-UniversitätBochum)的化学家开发出一种新的方法来观察单个银纳米粒子的化学反应,这些纳米粒子只能实时测量人发的千分之一厚度。这些颗粒用于医药,食品和运动用品,因为它们具有抗菌和抗炎作用。然而,到目前为止,人们对它们在生态和生物系统中的反应和降解方式几乎一无所知。电化学和纳米材料研究小组的研究小组表明,纳米粒子在某些条件下会转变成难溶的氯化银颗粒。

在自然环境中测量

即使在明确定义的实验室条件下,目前的研究已经对银纳米粒子的反应产生了不同的,有时相互矛盾的结果。“在每批纳米粒子中,粒子的各个特性,例如大小和形状,都会有所不同,”卓越集群Ruhr Explores Solvation的成员Kristina Tschulik说。“通过以前的程序,通常会同时研究无数颗粒,这意味着无法记录这些变化的影响。或者测量是在高真空中进行的,而不是在水溶液中的自然条件下进行的。”

由Kristina Tschulik领导的团队开发了一种方法,可以在自然环境中研究单个银颗粒。“我们的目标是能够记录单个颗粒的反应性,”研究人员解释说。这需要电化学和光谱方法的组合。通过光学和高光谱暗场显微镜,该小组能够将单个纳米粒子观察为可见和有色像素。利用像素颜色的变化,或者更准确地说是它们的光谱信息,研究人员能够实时跟踪电化学实验中发生的情况。

颗粒的降解减慢了

在实验中,该团队在氯离子的存在下复制了银的氧化,这通常发生在生态和生物系统中。“直到现在,人们普遍认为银颗粒以银离子的形式溶解,”Kristina Tschulik描述道。然而,在实验中形成难溶的氯化银 - 即使溶液中仅存在少量氯离子。

“这极大地延长了纳米粒子的寿命,并且以惊人的方式减缓了它们的分解,”Tschulik总结道。“这对于水体和生物来说同样重要,因为这种机制可能导致重金属银局部积聚,这对许多生物都是有毒的。”

计划进一步发展

总部位于波鸿的集团现在希望进一步改进其分析单个纳米粒子的技术,以便更好地了解这些粒子的老化机制。因此,研究人员希望获得有关银粒子的生物相容性以及未来催化活性纳米粒子的寿命和老化的更多信息。