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ACS Nano关于金纳米棒生长机制的最新发现  

2012-06-18 01:05:23|  分类: 科学研究前沿 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        金纳米棒是贵金属纳米颗粒形状调控研究的代表。2001年它的“种子”法制备策略由Murphy group开创,2003年由El-sayed group在制备工艺上做出重大改进和定型。由于其制备工艺再无太多秘密可言,以至于引车卖浆之流都可以合成得很出色。至此,关于金纳米棒的研究在纳米江湖上可以说是长盛不衰,为啥?众人拾柴火焰高。所以说,独乐乐不如与众乐。神神秘秘的霸着一个东西,一副传男不传女的样子,研究也走不了太远。研究金纳米棒什么呢?高纯度制备玩够了玩模板制备。以金纳米棒为模板,长这个长那个的,什么花生啦,哑铃啦,狗骨头啦,长方体啦以及羊肉贴到狗身上啦(表面生长不同的贵金属)等等等等。之后就玩组装,一维,二维,三维的玩了个遍。组装玩的差不多了再玩模拟。模拟好啊,可以让梦想照进现实。模拟热了一会后再弄金纳米棒的表面化学修饰,什么静电组装啦,巯基PEG化学了,SiO2化学了,不一而足。表面化学修饰做上去了,那可要向生物领域进军了。首先是生物检测,生物检测的研究可真不少,单一的,多元的,可见光光谱的,表面拉曼增强的等等等等。生物检测没意思了再玩生物成像,暗场光学的,双光子荧光的,等等等等。生物成像之后呢?玩过热治疗,金纳米棒可比球子生猛,其表面等离子激元共振很容易就能调到近红外区。然后很多体外培养的癌细胞就倒了霉了,谈笑间,强虏灰飞烟灭。当然,要靠近红外激光这个“东风”。过热治疗不过瘾再玩协同载药。经过十年的积累,金纳米棒作为非球形纳米结构,无论在制备还是在研究上,都已成为了里程碑。最近一段时间几位牛人玩累了,于是开始写回忆录了,相关的综述写了一大堆。讲来讲去,无非就是说金纳米棒very important and promising,绝不可以让它退出纳米江湖。那还用说?这么多人都在靠它吃饭弄文章,打狗“棒”丢了可不得了!
       但是吊诡的是,金纳米棒的“种子”法制备虽然已是飞入寻常百姓家,即先制备出单晶的金种子,然后以其为生长中心,在CTAB和Ag+的辅助下动力学控制生长成为棒状结构,但是,其确切的生长机制却是各有各的说法,说好听点是百家争鸣,说难听点那是一头雾水!金纳米棒的应用研究已是硕果累累,但是它的身世却还是一个迷。尽管古语云:英雄不问出处,但是对于自然科学来说,除了知道自己是怎么没的,最好还是追问一下自己是怎么来的! University of Technology (in Austria)的Michael B. Cortie group结合低温透射电镜技术,紫外-可见-近红外光谱以及模拟技术发现,与此前很多人认为的金纳米棒的生长是一个平缓的,一致进行的过程截然相反,他们掌握的实验数据表明,金纳米棒的生长过程是一个随机的,并且像嘣爆米花那样的经历了一个由沉寂到突然长大(或者说暴涨)的状态,然后就在此基础上小规模地修修补补,直到反应结束。有些像宇宙大爆炸(Big Bang)理论的纳米版。蓄势,然后在沉默中爆发。实验事实就是这样。在纳米世界里,永远不要自以为是地套用约定俗成的理论,沉下心来仔细研究,或许能一瞥惊鸿。总之,金纳米棒真像个老母鸡,正想请她上餐桌时,她却不慌不忙又下了个金蛋。欲尽其详,请在下文中体会!

Jonathan A. Edgar, Andrew M. McDonagh, and Michael B. Cortie.  Formation of Gold Nanorods by a Stochastic “Popcorn” Mechanism[J].  ACS Nano, 2012, 6:1116-1125.

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