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我科学家制备出五重孪晶金纳米晶 有利于深入探究该类异质结构形成机制

  • 2021-09-26 14:43:34 来源:科技日报

记者从中科院合肥研究院了解到,该院固体所纳米材料与器件技术研究部李越研究员课题组与济南大学李村成教授合作,基于多元醇还原体系发展了一种简单、高效的通用合成策略,实现了不同形貌的五重孪晶结构的高质量合成。相关研究结果日前发表于国际期刊《化学科学》上。

晶体中的孪晶往往在晶粒界面处产生并沿着某个晶向生长。由于应力引起的独特的物理化学质,多重孪晶结构纳米材料已经在晶体生长、生物诊疗、等离子体光学、催化等领域广泛应用。其中,五重孪晶具有五重对称、精确定义的晶体结构以及可控的长径比,在可见到红外光区有着非常有趣的光学多样。 为了充分利用它们与形貌、尺寸相关的光学质,发展一种通用策略实现其高重复制备,并研究其生长机制至关重要。

科研人员首先基于多元醇还原法制备了一种高产率大于95%的金纳米十面体种子;然后采用一步种子生长法,通过调控抗坏血酸/氯金酸的比例(R)实现典型双棱锥、五角星、十面体的连续转变。该方法所获的金纳米颗粒尺寸均一,产率接100%,远远优于传统的种子生长法。

深入探究五重孪晶金纳米颗粒的形成机理后,研究人员发现在特定R值条件下,通过改变金十面体种子的尺寸,可以获得高产率的不同尺寸的金纳米结构。 该方法具有很好的通用,适用于第二种金属元素在金十面体种子上的生长,为研究异质纳米结构的生长提供了良好的契机。该不同形貌五重孪晶结构合成方法中,金纳米双棱锥的光吸收能可以从可见光区连续可调至红外光去。此外,该方法适用于第二种金属在金十面体表面的生长,有利于深入探究该类异质结构的形成机制。

这项研究为五重孪晶纳米结构的生长提供了一种普适合成路径,有望延申至其他材料体系。(科技日报记者 吴长锋)

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