東京工業大學的科學家開發了一種新方法,允許研究人員評估直徑只有0.5到2納米的金屬顆粒的化學成分和結構。
分析技術的這一突破將使微生物材料在電子、生物醫學、化學等領域的開發和應用成為可能。
金屬納米粒子的情況就是如此,由于其無數的潛在應用,目前正處于現代研究的聚光燈下。
最近開發的一種以樹狀分子為模板的合成方法允許研究人員制造直徑為0.5到2納米(十億分之一米)的金屬納米晶體。
這些令人難以置信的小顆粒,被稱為“亞納米團簇”(subnano clusters, SNCs),具有非常獨特的性質,例如是電化學反應的優良催化劑,表現出對團簇組成原子數目的變化非常敏感的特殊量子現象。
來自東京理工大學的一個研究團隊,包括Kuzume博士、Yamamoto教授和同事,研究了一種增強拉曼光譜測量的方法,使其能夠適用于SNC分析。
一種特殊類型的拉曼光譜方法稱為表面增強拉曼光譜法。在其更精細的變體中,包裹在惰性薄硅膠殼中的金和/或銀納米顆粒被添加到樣品中,以放大光學信號,從而提高該技術的靈敏度。
研究團隊首先從理論上確定了它們的最佳尺寸和組成,其中100納米的銀光放大器(幾乎是常用尺寸的兩倍)可以極大地放大附著在多孔硅外殼上的SNC信號。
通過將拉曼測量結果與結構模擬和理論分析相比較,他們發現了氧化錫SNCs結構的新見解,解釋了氧化錫SNCs的原子依賴比催化活性的來源。
本研究采用的方法將對更好的分析技術和亞納米級科學的發展產生重大影響。
像這個研究小組所提出的突破,對于擴大亞納米材料在生物傳感器、電子和催化劑等各個領域的應用范圍至關重要。


