封闭流体对纳米粒子到周围环境能量传输的影响
Anne-Marie Dowgiallo1, Kenneth L Knappenberger
1Department of Chemistry and Biochemistry, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306-4309, USA.
Journal of the American Chemical Society
|November 1, 2012
概括
研究人员研究了金纳米球中的能量传输. 空洞纳米球显示能量转移到受限液体的速度较慢,在小腔体中显示热导率降低,影响散热.
科学领域:
- 纳米技术纳米技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 了解纳米材料中的能量转移对于药物输送和传感等应用至关重要.
- 黄金纳米粒子 (NP) 由于其独特的光学和电子特性而受到广泛研究.
- 研究空洞纳米结构中的能量转移动力学,为受限流体行为提供了洞察力.
研究的目的:
- 研究从光激发的金纳米球 (空洞和固体) 到其周围环境的能量传递.
- 确定纳米粒子大小和腔体尺寸对能量转移动态的影响.
- 探索被封闭在空心金纳米结构中的流体的热特性.
主要方法:
- 通过牺牲电替代方法合成具有不同直径和充满流体空洞的空洞金纳米球 (HGN).
- 五秒钟时间解析的短暂灭绝光谱测量能量转移半倍.
- 对HGN和固金纳米圈 (SGN) 尺寸依赖的能量传输速率的分析.
主要成果:
- 对于HGN,能量转移半倍的时间从105 ± 10 psi到1010 ± 80 ps不等,表面积增加.
- 与较大的腔体相比,HGN腔体<15 nm中的能量转移到受限流体表现出不同的行为.
- 随着体积的增加,SGN的放松时间从140 ± 10 ps增加到310 ± 15 ps.
- 在小HGN腔中观察到受限液体的导热率降低,大约是散装水的一半.
结论:
- 限制在HGN腔内的流体的导热率明显低于散装的.
- 通过溶剂和粒子/周围环境接口的能量消散是关键的放松途径.
- 液体填充的空洞纳米结构为研究受限液体的特性提供了一个有价值的平台.
