توليف الجسيمات النانوية الفضية الطرق الفيزيائية

- May 09, 2017-

التبخر-التكثيف والتذرية الليزر هي أهم النهج الفيزيائية. عدم وجود تلوث بالمذيبات في الأغشية الرقيقة المعدة وتوحيد توزيع نبس هي مزايا أساليب التركيب الفيزيائي بالمقارنة مع العمليات الكيميائية. التركيب الفيزيائي لل نبس الفضة باستخدام فرن أنبوب في الضغط الجوي لديه بعض العيوب، على سبيل المثال، أنبوب فرن تحتل مساحة كبيرة، تستهلك قدرا كبيرا من الطاقة في حين رفع درجة الحرارة البيئية حول المواد المصدر، ويتطلب الكثير من الوقت لتحقيق الاستقرار الحراري. وعلاوة على ذلك، فإن فرن أنبوب نموذجي يتطلب استهلاك الطاقة لأكثر من عدة كيلوواط ووقت التسخين من عدة عشرات من الدقائق للوصول إلى درجة حرارة التشغيل مستقرة ( 12 ، 13 ). وقد تبين أن الخلايا النيتروجينية الفضة يمكن توليفها عن طريق سخان السيراميك الصغيرة مع منطقة التدفئة المحلية ( 14 ). تم استخدام سخان السيراميك الصغير لتتبخر مواد المصدر. يمكن للبخار المبخر أن يبرد بمعدل سريع مناسب، لأن درجة حرارة التدرج في محيط سطح المدفأة شديدة الانحدار بالمقارنة مع أنبوب الفرن.

وهذا يجعل من الممكن تشكيل نبس صغيرة في تركيز عال. الجيل الجسيمات مستقرة جدا، لأن درجة حرارة سطح سخان لا تتقلب مع مرور الوقت. هذه الطريقة الفيزيائية يمكن أن تكون مفيدة كمولد جسيمات متناهية الصغر للتجارب طويلة الأجل لدراسات سمية استنشاق، وكجهاز معايرة لمعدات قياس الجسيمات متناهية الصغر ( 14 ). وأظهرت النتائج أن قطر المتوسط الهندسي والانحراف المعياري الهندسي والتركيز الكلي للأنابيب النووية يزداد مع درجة حرارة سطح السخان. لوحظت كروية نبس دون التكتل، حتى في تركيز عال مع ارتفاع درجة حرارة سطح سخان. كان متوسط القطر الهندسي والانحراف المعياري الهندسي للأنابيب النيتروجينية الفضية في المدى من 6.2-21.5 نانومتر و 1.23-1.88 نانومتر، على التوالي.

يمكن توليف نبس الفضة عن طريق التذرية الليزر من المواد السائبة المعدنية في حل ( 15 ، 16 ، 17 ، 18 ، 19 ). كفاءة الاجتثاث وخصائص جزيئات النانو الفضة المنتجة تعتمد على العديد من المعلمات، بما في ذلك طول الموجة من الليزر التي تعرقل الهدف المعدني، ومدة نبضات الليزر (في نظام فيمتو، بيكو و نانو ثانية)، فلوينس الليزر ، مدة الاجتثاث والوسط السائل الفعال، مع أو بدون وجود السطحي ( 20 ، 21 ، 22 ، 23 ).

ميزة واحدة من تقنية الليزر الاجتثاث مقارنة مع غيرها من الأساليب لإنتاج الغرويات المعدنية هو غياب الكواشف الكيميائية في الحلول. لذلك، الغروية المعدنية نقية وغير ملوثة لمزيد من التطبيقات يمكن أن تعد من قبل هذه التقنية ( 24 ). تم تحضير نانوسفهيرويدس الفضة (20-50 نانومتر) عن طريق التذرية الليزر في الماء مع نبضات ليزر الفيمتو ثانية في 800 نانومتر ( 25 ). تم مقارنة كفاءة تشكيل وحجم الجسيمات الغروية مع تلك الجسيمات الغروية التي أعدتها نبضات ليزر نانوثانية. ونتيجة لذلك، كانت كفاءة تشكيل النبضات فيمتو ثانية أقل بكثير من النبضات النانوثانية. كان حجم الغرويات التي أعدتها نبضات الفيمتو ثانية أقل تشتتا من الغرويات التي أعدتها نبضات نانوسيكوند. وعلاوة على ذلك، وجد أن كفاءة الاجتثاث للتذرية فيمتو ثانية في الماء كانت أقل من تلك الموجودة في الهواء، بينما في حالة النبضات النانوثانية، كانت كفاءة الاجتثاث مماثلة في كل من الماء والهواء.

استخدم تيان وزملاؤه ( 26 ) طريقة التفريغ القوسية لتفريق تعليق نبس الفضة في الماء منزوع الأيونات مع عدم إضافة السطحي. في هذا التوليف، تم غمر الأسلاك الفضية (غريدمان، 99.99٪، قطرها 1 ملم) في الماء منزوع الأيونات واستخدامها كأقطاب كهربائية. مع معدل استهلاك قضيب الفضة من 100 ملغ / دقيقة، مما أسفر عن نبس الفضة المعدنية من 10 نانومتر في الحجم، والفضة الأيونية التي تم الحصول عليها في تركيزات حوالي 11 جزء في المليون و 19 جزء في المليون، على التوالي. أظهر سيجيل وزملاؤه ( 27 ) تركيب الفضة نبس بواسطة الاخرق المعدني المباشر في الوسط السائل. هذه الطريقة، والجمع بين ترسب المعادن في البروبان، 1،2،3-تريول (الجلسرين)، ويوفر بديلا مثيرا للاهتمام لتقنيات التركيب الكيميائي المستندة إلى الرطب تستغرق وقتا طويلا. الفضة نبس تمتلك شكل دائري مع متوسط قطرها حوالي 3.5 نانومتر مع الانحراف المعياري 2.4 نانومتر. وقد لوحظ أن توزيع حجم نبس وتشتت الجسيمات موحدة لا تزال لم تتغير بالنسبة للمحاليل المائية المخففة تصل إلى نسبة الغليسيرول إلى الماء 1:20.


زوج من:توليف الجسيمات النانوية الفضة تخفيض الكيميائية في المادة التالية :توليف من الجسيمات النانوية الفضة مع أشكال مختلفة