iPon Hírek

Nanodobozok létrehozása korrózióval

Dátum | 2011. 12. 15.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A Science egy most megjelent tanulmánya arról számol be, hogy spanyol kutatók kémiai folyamatok felhasználásával vájtak különféle formájú üregeket nanorészecskékbe. A technológia két ismert korróziós folyamaton alapul, ezeket alkalmazzák a kész nanorészecskén. A módszer nem teljesen új, hiszen nanocsövek gyártásához egyes verzióit már használták, viszont a különböző üregrendszerű nanodobozok kémiai úton történő létrehozása új kezdeményezésnek számít.

Az üreges nanorészecskék felépítése általában hosszadalmas folyamat, hiszen gyakorlatilag atomról atomra, molekuláról molekulára történik pásztázó elektronmikroszkóp vagy atomerő mikroszkóp segítségével, melyek ráadásul hajlamosak „hozzáragadni” a részecskéhez. Edgar Gonzàlez vezetésével a Katalán Nanotechnológiai Intézet kutatói kémiai úton közelítettek a probléma megoldásához. A galvanikus fémhelyettesítési reakciót és a Kirkendall-effektust kihasználva kívülről „támadták meg” a részecskéket. A korrózió agresszívabb hatással van a nanostruktúrákra, mint a nagyobb tárgyakra, mivel felületük aránylag nagy a térfogatukhoz képest. Az eredmény: molekuláris labirintusok, fullerén szerkezetek, nanodobozok, nanocsövek.


A Kirkendall-effektus azért történik, mert a szilárdtest diffúzióban lehetséges az egyes atomok különböző sebességű diffúziója. Kirkendall az 1940-es években jött rá arra, hogy réz és cink párosítása esetén amikor hőkezelés hatására beindul a diffúzió, a cinkatomok sokkal gyorsabban diffundálnak kifelé, mint a rézatomok befelé. (A jelenséget aztán másfajta párosítások esetében is megfigyelték: ezüst‒arany, ezüst‒palládium, ezüst‒cink, alumínium‒magnézium, arany‒nikkel, réz‒nikkel, réz‒antimon, réz‒cink, vas‒nikkel, vas‒szilícium, molibdén‒titán, urán‒cirkónium.) Az effektus hatásaként úgynevezett Kirkendall-üregek jöhetnek létre a mintában, belső feszültségek vagy makroszkopikus deformálódások alakulhatnak ki. Így sikerült a kutatóknak labirintusos üregrendszerű nanorészecskéket létrehozni.

A galvanikus fémcsere hajtóereje a két fém közti potenciálkülönbségen alapul, amelyben az egyik fém, úgy viselkedik, mint egy katód, míg a másik anódként funkcionál. Ha egy cinklemezt réz-ionokat tartalmazó oldatba merítünk, akkor elemi réz kiválást és a cink oldódását figyelhetjük meg. Mivel a Cu2+/Cu elektród standard elektród potenciálja (0,34 V) nagyobb ezért oxidálni fogja a kisebb standard elektród potenciállal (-0,76 V) rendelkező fémet, a cinket. Esetünkben a kutatók ezüst nanorészecskéket tettek ki kationos arany hatásának. Az oxidáció során ezüstionok képződtek, aminek következtében tűhegynyi lyuk képződött a részecske felszínén. A redoxi reakció eredményeképpen aranyatomok képződtek, amelyek idővel összefüggő burkot alkottak a részecske felületén, az ezüst templát pedig közben teljesen felemésztődött. Végeredményként arany nanodobozokat kaptak a kutatók.

Az üreges nanorészecskék felhasználási területe széles, elég, ha csak az orvostudományra gondolunk: ebben az esetben felhasználhatók különböző gyógyszerek vagy kontrasztanyagok célzott eljuttatására a szervezetben, például egy tumorhoz.

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

2. pjszilard
2011.12.15. 18:38
Ha igy "erosodik" tovabb Magyarorszag gazdasaga, jovore pont ekkora doboz kell az ajandekoknak karacsonykor.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. johndoe83 pjszi...
2011.12.16. 00:13
Ilyen nagy? Ne túlozz!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!