بخشی از مقاله
چکیده
نانوذرات طلا به د لیل خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه و کاربردهای متنوعشان، بسیار مورد توجه هستند. در این مقاله نانوذرات طلا به روشی ایمن و کم هزینه، با اعمال اختلاف پتانسیل بین یک سیم و صفحه طلا در آب دوبار یون زدایی شده تولید شده اند. تأثیر اختلاف پتانسیل اعمالی روی طیف جذبی نانوذرات تولید شده بررسی شدهاست. نانوذرات تولید شده با طیف سنج UV-Vis و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شدهاند. نتایج با طیف شبیه سازی شده با استفاده از نظریه می تحلیل شدهاند.
مقدمه
نانوذرات طلا به عنوان یکی از قدیمی ترین نانوذرات ساخته دست بشر شناخته شدهاند. این نانوذرات به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، کاربردهای بسیاری در علوم مختلف علی الخصوص نانوپزشکی شامل عکس برداری نوری در تشخیص تومورهای سرطانی و همچنین درمان آنها، انتقال دارو در بدن، حسگرهای الکتروشیمیایی و پلاسمونی دارند .[1-3] نانوذرات طلا را به روشهای مختلفی از جمله کاهش شیمیایی، گداخت لیزری و کندوپاش تولید می کنند.[4-5] یکی از روشهایی که جدیداً برای تولید نانوذرات فلزی م ورد توجه قرار گرفته است، روش سیم انفجاری است . [6-7] در این روش با اعمال اخت لاف پتانسیل چندین کیلو ولتی و استفاده از خازنهایی با ظرفیت های بالا و پلاسما سوئیچ ها، با عبور جریان ناگهانی از سیم، نانوذرات فلزی تولید می شود.
در سال 2005 القدامی و همکارانش با اعمال اختلاف پتانسیل و جریان های پایین، نانوذرات فلزی را به روشی تحت همین عنوان اما با تجهیزات کم هزینه، ولتاژ و جریان پایین تولید کردند.[8] در این مقاله به همین روش و با قرار دادن یک سیم و صفحه طلا روبروی هم در آب یون زدایی شده، و اعمال اختلاف پتانسیلهای 15، 20 ، 25 ولت و بیشینه جریان عبوری 1 آمپر و تکرار حرکت چسباندن و جدا کرد ن سیم و صفحه طلا ، نانوذرات طلا تولید شده اند. تأثیر تغییر ولتاژ اعمالی روی طول موجی که در آن جذب بیشینه در طیف UV-Vis محصولات اتفاق میافتد, مورد بررسی قرار گرفته است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تولید نانوذرات را ثابت کرده و توزیع اندازه نانوذرات تولید شده، مورد بررسی قرار گرفتهاست.
شرح آزمایش
در این کار از سیم طلا با قطر 0.45 mm و صفحه طلا با ابعاد 10.8×16 mm2 استفاده شدهاست. مطابق شکل 1، سیم و صفحه طلا در ظرف شفاف کوچکی از جنس پلاستیک فشرده، روبروی یکدیگر قرار می گیرند و به ترتیب به سر مثبت و منفی منبع تغذیهDC متصل می شوند. درون ظرف ، آب دوبار یون زدایی شده ریخته می شود، به طوری که سیم زیر سطح آب قرار گیرد . باحرکت دادن صفحه در جهت نشان داده شده ، جرقه زده شده، سیم به صفحه متصل میشود، با عقب کشیدن صفحه ، سیم جدا میشود و دوباره این عمل ادامه مییابد. با تکرار عمل جرقه زنی، نانوذرات در محلول تولید شده و محلول تغییر رنگ میدهد.برای سه اختلاف پتانسیل مختلف 15، 20 ، 25 ولت و بیشینه جریان ثابت 1 آمپر، نمونه زنی ا نجام شد .
نانوذرات در آب یون -زداییشده تولید شدند. طیف جذبی نمونههای کلوئیدی تولید شدهگرفته شد و نتایج به صورت نمودار طول موج قله های جذب برحسب ولتاژ اعمالی رسم شد - شکل. - 2همانگونه که در نمودار شکل 2 مشهود است ، با افزایش ولتاژاعمالی، طول موجی که جذب بیشینه در آن اتفاق افتاده به سمت طول موجهای بزرگتر جابهجا میشود. با توجه به اینکه این انتقالقرمز ممکن است به دلیل افزایش اندازه ذرات باشد ، نمونههای باولتاژ اعمالی 15 و 25 ولت با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شدند.نانوذارت تولید شده در25ولت اندازه های بزرگتر و توزیعپراکندهتری نسبت به نانوذرات تولید شده در 15 ولت دارند.از طرفی، الگوهای جذب نانو ذرات طلا با اندازه های 32، 36 و 40نانومتر با استفاده از نظریه می شبیه سازی شده اند و نتیجه درشکل 7 آورده شدهاست.
نمودارهای شکلهای 4 و6 نشان می دهند که ولتاژ اعمالی روی توزیع اندازه نانو ذرات تولید شده اثر می گذارد، به طو ری که نتایج مکان قله جذب شبیه سازی شده با مقادیر تجربی بدست آمده تفاوت دارد که این تفاوت را می توان به پراکندگی توزیعاندازه ذرات در نمونه های تجربی و تفاوت اندازه واقعی نانوذراتبا مقدار میانگین گیری شده، مرتبط دانست.اما روند تغییرات در نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی توافق بسیار خوبی دارد. در نتایج شبیه سازی، با افزایش اندازه نانوذرات، مکانقله جذب به سمت طول موج های بلندتر میرود. در نتایج تجربینیز با افزایش ولتاژ اعمالی و در نتیجه افزایش اندازه نانوذرات تولید شده، مکان قله جذب به طرف طول موج های بلندتر میرود.
نتیجه گیری
در این مقاله، نانوذرات طلا به روش سیم انفجاری تولید شده اند.توزیع اندازه نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعهشدهاند.تأثیر تغییر ولتاژ اعمالی روی طیف جذبی محصولات
