фабричные и нефабричные наночастицы

[demonik]

Здравствуйте.

 

Вопрос к физхимикам и тем, кто занимается коллоидами. По работе нужно сделать золь-гель методом (из металлалкоголята) оксид переходного металла (циркония), включающий наночастицы благородного металла (серебро, золото). С золь-гель методом проблем нет. Вопрос по наночастицам. Есть два варианта - купить готовые наночастицы (дисперсия в гексане, ксилене или порошок) или синтезировать их непосредственно в золь-геле путем восстановления из солей серебра (золота).

 

Во всех прочитанных мною работах по тематике авторы синтезитуют частицы сами в золь-геле. Думаю, отчасти потому, что коммерческие частицы всегда модифицированы ПАВами. Не всегда известно какими. И нет гарантии, что в золь-геле коммерческие частицы не начнут сильно агрегировать.

 

С другой стороны, у меня нет опыта синтеза наночастиц. Я физик. Химики тут знают только золь-гель метод. С наночастицами раньше не работали. Из готовых частиц меня привлекают те, что в летучих диспергантах. Диспергант легче будет из золя удалить. Вода не подходит - способствует гелеобразованию и не даст хорошо размешать частицы ультразвуком, как я планирую сделать.

 

Что посоветуете: купить готовые наночастицы или синтезировать их самому? В каком дисперганте лучше брать готовые частицы, чтобы он не испортил водноспиртовой золь-гель и не зашил его раньше времени?

 

Огромное спасибо за советы.

[Wergilius]

Как я понимаю вы делаете катализатор. При контакте с реакционной средой наночастица на подложке из оксида циркония не будет вести себя как просто инертная матрица. Обычно работают в таких системах довольно мелкие частицы

 

В связи с этим покупные частицы могут не подойти. Потому что они действительно могут агрегировать с образованием уже небольших упорядоченных кристаллических структур.

 

Все зависит от того, зачем вам эти наночастицы нужны

[Vova]

У вас практически нет выбора: придется наночастицы получать самому.

1) неизвестно, что вам подсунут при покупке

2) в получить наночестицы благородных металлов на много легче, чем не получить (вспомните коллоидное золото Фарадея). проблема в том, чтобы избежать дальнейшей агрегации частиц (например, при каталитической реакции)

P.S. С нано еще не работал, но в ближайшее время тоже прийдется - слишком уж настоятельно "рекомендует" начальство.

[demonik]

Как я понимаю вы делаете катализатор. При контакте с реакционной средой наночастица на подложке из оксида циркония не будет вести себя как просто инертная матрица. Обычно работают в таких системах довольно мелкие частицы

 

В связи с этим покупные частицы могут не подойти. Потому что они действительно могут агрегировать с образованием уже небольших упорядоченных кристаллических структур.

 

Все зависит от того, зачем вам эти наночастицы нужны

 

Wergilius, спасибо Вам за ответ.

Хочется продолжить обсуждение. Из допированного наночастицами геля планирую центрифугированием получить пленку. В моем случае интересны не каталитические свойства, а оптические (в частности оптическое поглощение, светопропускание). То есть частицы действительно должны быть мелкими, чтобы не давать рассеяния в видимом диапазоне или давать его не очень сильно. Концентрация будет менее 1 %, думаю.

 

Удивляет, что мне действительно не встречались работы, в которых используются готовые наночастицы серебра, например, от фирмы Aldrich. Как я понял, есть два направления использования таких коммерческих частиц.

 

1. Если они в воде - то в медицине, как пищевые добавки.

2. Если в органических диспергантах с модифицированной органикой поверхностью - наверное для биофизики, как сенсоры сложных органических молекул. Плазмонный резонанс в таких частичках чувствительный к органическому окружению.

 

Пишут, что даже при самостоятельном синтезе частичек в золе есть опасность их агрегации. Поэтому и думаю, а не легче ли взять готовые, к примеру, в гексане, капнуть взвеси в гексане в золь, ультразвуком помешать? Гексан улетит, золь начнет зашиваться в гель и не даст частичкам сильно агрегировать.

[demonik]

У вас практически нет выбора: придется наночастицы получать самому.

1) неизвестно, что вам подсунут при покупке

2) в получить наночестицы благородных металлов на много легче, чем не получить (вспомните коллоидное золото Фарадея). проблема в том, чтобы избежать дальнейшей агрегации частиц (например, при каталитической реакции)

P.S. С нано еще не работал, но в ближайшее время тоже прийдется - слишком уж настоятельно "рекомендует" начальство.

 

Vova, спасибо Вам за ответ.

 

Хочется продолжить обсуждение. Ну, если покупать, к примеру, в фирме Aldrich, то будут известны размеры наночастиц и наверняка ПАВ, которым они покрыты.

 

Из допированного наночастицами золя планирую центрифугированием получить пленку. В моем случае интересны не каталитические свойства композита, а оптические (в частности оптическое поглощение, светопропускание). То есть частицы действительно должны быть мелкими, чтобы не давать рассеяния в видимом диапазоне или давать его не очень сильно. Концентрация будет менее 1 %, думаю.

 

Удивляет, что мне действительно не встречались работы, в которых используются готовые наночастицы серебра, например, от фирмы Aldrich. Пишут, что даже при синтезе наночастиц в золе (есть такие работы) не всегда удается избежать агрегации. В основном стараются после добавления частиц сразу начать гелеобразование, чтобы сшивки в геле препятствовали агрегации частиц.

 

Вот я и думаю, почему бы не взять готовые частицы серебра от фирмы Aldrich, например, диспергированные в гексане. Капнуть в золь, размешать ультразвуком, гексан улетит, останется золь с частицами? Из него сделать центрифугированием пленку. Потом перевести ее в гель и смотреть оптику.

Как думаете?

[Vova]

С готовыми частицами будет та же беда (агрегация). Ведь законов физики никто не менял. Система стремится к минимуму энергии (в частности - поверхностной). Боюсь, что активная агрегация пойдет именно при центрифугировании.

Кроме того, продажные наночастицы можно использовать для технических целей, но для научных - врядли. Во-первых это не солидно (т.к. их легко получить), а во вторых вы, лишаете себя возможность влиять на исходные параметры эксперимента (берете что можно купить, а не что вам нужно).

[demonik]

С готовыми частицами будет та же беда (агрегация). Ведь законов физики никто не менял. Система стремится к минимуму энергии (в частности - поверхностной). Боюсь, что активная агрегация пойдет именно при центрифугировании.

Кроме того, продажные наночастицы можно использовать для технических целей, но для научных - врядли. Во-первых это не солидно (т.к. их легко получить), а во вторых вы, лишаете себя возможность влиять на исходные параметры эксперимента (берете что можно купить, а не что вам нужно).

 

Vova, еще раз спасибо за быстрые ответы.

 

Скорее всего будем пробовать и так и так (и с готовыми, и сами попробуем делать). Я знаю отдельные примеры диссертаций на продажных и на сделанных собственноручно частицах, помещенных в композитные системы. И в том и в другом случае возникали проблемы со стабилизацией частиц, характеризацией их размеров и формы, повторяемостью результатов. Будем пробовать.

[fozgen]

Купить нет особой проблемы, вариантов хватает. И практически все наборы заточенны именно для научного использования.

Проблем будет несколько. Во-первых, очень трудно избежать агрегации в золе металлалкоголята (в исходном коллоиде частицы весьма стабильны), поэтому придется повозится с выбором поверхностной модификации золота. Соответственно, таки проще будет синтезировать самому (работ на эту тему море) и уже потом подбирать подбирать подходящий модификатор. Во-вторых, устойчивые частицы золота весьма малы по размерам (до пары десятков нанометров) и низкой концентрации (получить 1 wt% даже в воде очень и очень сложно).