是什么使金原子聚集在一起的呢?


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材料牛注:Jeffrey Reimers教授的团队解释了金原子聚在一起的原因,从而揭开了一个纳米科技之谜,有助于金原子在生物医学和电子方面等的进一步应用。

金很特殊,不仅作为一种投资被人们渴望得到,作为珠宝而富有价值,而且有着数千年的辉煌历史。在古埃及的墓穴中发现了华丽的镀金表面,这说明古人已经将金颗粒作为涂料使用。

目前,悉尼科技大学的研究者们解开了在当今新兴的纳米科技领域里金备受关注之谜。

来自数学和物理科学学院的Jeffrey Reimers教授和Mike Ford助教,带领团队解释了金纳米颗粒生长过程中所发生的化学键合过程。

他们的研究发表于这周的 Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)上,为金在生物医学成像、药物递送和电子方面的应用铺平了道路。

澳洲科学院的院士、2016年大卫克莱格化学研究勋章的获得者Reimers教授认为,“金特殊的原因和硫特殊的原因,是理解纳米颗粒如何生长的关键。”他还说道,“金之所以独特是由于其不会生锈、腐蚀或变得暗淡,这意味着它通常不与其他物质反应,因此被称为贵金属。”“金中的电子运动很快,所以它的密度较大,相比于其他原子来说,是金原子一个重要的性质······所以金虽然有着金属的形貌,但是有着奇怪的色泽,并且具有如硫一样非金属的许多性质。”

将纳米颗粒发展为非侵害性的靶向治疗疾病(如癌症)的药物,目前对于科学家们来说是一项挑战。关键在于控制金纳米颗粒的尺寸和形状,使其按预想的方式发挥作用。

通过鉴别键合金纳米颗粒的表面的“胶黏剂”的重要性, Reimers教授和 Ford助教,同丹麦科技大学和悉尼大学的合作者们一起,发现了确定纳米颗粒性质的关键。

金和硫反应可以形成强的共价键(一种电子对被两个原子共享的化学键)化合物,如金的硫醇盐。

Reimers教授说道三十年来,化学家们都认为这是硫聚集在一起和保护金纳米颗粒的原因。然而,研究者证明真正的原因是范德华力,一种分子间的吸引力。他还说道,“只有一个人真正的理解了键合,他才能准确的描述化学。”目前人们可以通过设计实验来说明纳米颗粒如何生长,“我们有更好的设备来理解这些实验,这将为研究者们探索新一代的金纳米科技铺平道路。”

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感谢材料人编辑部刘萍提供素材

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