Chemici ontwikkelen een unieke methode om holle nanodeeltjes uit vloeibaar metaal te maken

Graphocal abstract. Credit: Chemie van materialen (2021). DOI: 10.1021 / acs.chemmater.0c03969

Chemici van de ITMO University zijn erin geslaagd holle nanodeeltjes te maken met vloeibare metalen. Door de nieuwe methode worden deze deeltjes niet alleen gemakkelijker te produceren, maar kunnen ook de eigenschappen van metalen nanocapsules worden aangepast. Een artikel over het onderwerp is gepubliceerd in Chemie van materialen​

Wetenschappers van de ITMO University hebben een alternatieve methode voorgesteld voor de productie van metalen nanocapsules uit overgangsmetalen op basis van de galvanische vervangingsreactie. Deze holle nanocapsules worden veel gebruikt voor verschillende doeleinden: van gerichte medicijnafgifte tot katalyse-inductie in de petrochemie.

De conventionele methoden om holle nanodeeltjes te produceren zijn complex en duur: onderzoekers gebruiken meestal edelmetalen zoals platina, zilver of goud. Onderzoekers van de ITMO University zijn erin geslaagd om vloeibaar metaal, namelijk gallium en zijn legering met indium, voor hetzelfde doel te gebruiken. Hun nieuwe methode zal de productie van holle nanocapsules van niet-edelmetaal aanzienlijk eenvoudiger en goedkoper maken. Een druppel metaal, opgewarmd tot 30 graden Celsius en onderworpen aan echografie, produceert micro- en nanodruppels. Vervolgens worden deze micro- en nanodruppels onderworpen aan de galvanische vervangingsreactie, resulterend in holle metaaldeeltjes.

“We kunnen monometallische holle deeltjes net zo goed produceren als bi- of zelfs trimetallische deeltjes”, zegt Aleksandra Falchevskaya, hoofdauteur van de studie en masterstudent aan de ChemBio Cluster van de ITMO University. “We kunnen aanvullende stoffen gebruiken om de eigenschappen van de deeltjes te regelen, zoals ze minder glad maken, ze uitrusten met uitlopers die hun totale oppervlakte vergroten, ze min of meer poreus maken of de dikte van hun wanden veranderen. Het is een veelzijdige methode. Het stelt elke onderzoeker in staat om een ​​capsule te maken met een specifieke vorm en grootte, passend bij de behoeften van elk experiment dat ze plannen. ”

Een ander voordeel van vloeibare metalen is dat ze relatief inactief zijn. Om die reden zouden vergelijkbare procedures mogelijk kunnen worden uitgevoerd met meer dan 20 andere metalen die een hoger reductiepotentieel hebben dan gallium en indium in de reeks van elektrochemische activiteit.