실버 나노큐브 자가 조립

실버 나노큐브
은은 우수한 성능 때문에 나노구조에 가장 중요한 재료 중 하나입니다. 은 나노구조는 구, 원반, 막대, 철사, 별, 프리즘, 오른쪽 쌍각뿔, 정육면체를 비롯한 다양한 모양으로 합성되었습니다. 이 중 단결정 나노큐브는 은 나노큐브가 희생 템플릿 역할을 하므로 특히 금 나노케이지 생산에 가장 유용한 구조입니다.
합성
워싱턴 대학의 연구원들은 단분산 샘플로 은 나노큐브를 생산하기 위한 간단하고 강력하며 다용도인 폴리올 합성 방법을 개발했습니다. 여기에서 은 원자는 에틸렌 글리콜로 AgNO3 전구체를 환원시켜 형성됩니다. 은 원자의 농도가 과포화 수준에 도달하면 핵 생성을 시작하고 용액 단계에서 은 나노 구조로 성장합니다. 미량의 황화나트륨(Na2S)이나 황화수소나트륨을 첨가하면 은나노큐브의 생산속도를 높일 수 있다. 황화물 음이온의 존재는 은 이온의 환원율의 급격한 증가로 인해 은 나노 큐브의 폴리올 합성을 크게 가속화했습니다.
자기 조립 및 합성
UC San Diego 나노공학자들은 은 나노큐브가 새로운 광학, 화학 및 생물학적 센서, 광학 회로, 차세대 안테나 및 렌즈에 사용하기 위해 더 큰 규모의 구조로 자가 조립될 수 있도록 하는 기술을 개발했습니다. 금속 나노결정은 벽돌과 같은 입방체 모양이며 서로에 대해 정확한 방향을 가진 더 큰 규모의 구조로 자발적으로 조직화됩니다.
연구원들은 안테나와 렌즈와 같은 물체를 구성하기 위해 화학적으로 합성된 금속 나노결정을 사용했습니다. 나노 결정은 다중 입자 그룹으로 구성될 때 빛을 가둘 수 있는 결정 은으로 구성된 작은 입방체를 만들어 이러한 구조를 구축하기 위해 다양한 모양으로 합성될 수 있습니다. 빛을 극소량으로 제한하면 매우 민감한 광학 센서를 사용할 수 있으며 연구자는 단일 분자가 시간에 따라 어떻게 움직이고 반응하며 변화하는지 모니터링할 수 있습니다.
제어
연구원들은 큐브를 구성하는 방법을 제어하기 위해 큐브가 서로 상호 작용하는 방식을 수정하는 은 큐브 표면에 폴리머 사슬을 접목하는 방법을 개발했습니다. 일반적으로 큐브와 같은 물체가 쌓이면 테트리스 블록처럼 나란히 쌓입니다. 시뮬레이션을 사용하여 연구원들은 큐브 표면에 짧은 폴리머 사슬을 배치하면 큐브 표면이 정상적으로 쌓이는 반면 긴 폴리머 사슬을 배치하면 큐브가 가장자리에서 가장자리로 쌓이게 될 것이라고 예측했습니다.
연구원들은 다음의 거시적 필름을 만들어 시연했습니다. 이 두 가지 다른 방향을 가진 나노큐브는 필름이 서로 다른 파장의 빛을 반사하고 투과한다는 것을 보여주었습니다.
응용 프로그램
이 발견은 빛이 분자와 상호 작용하는 새로운 광학 화학 및 생물학적 센서와 빛을 사용하여 정보를 전달할 수 있는 광학 회로를 개발하는 데 중요한 의미를 가질 수 있습니다.