纳米科学新突破!科学家探测小于十亿分之一米的粒子

  东京工业大学的科学家开发了一种新方法,允许研究人员评估直径只有0.5到2纳米的金属颗粒的化学成分和结构。

  最近开发的一种以树状分子为模板的合成方法允许研究人员制造直径为0.5到2纳米(十亿分之一米)的金属纳米晶体。

  这些令人难以置信的小颗粒,被称为“亚纳米团簇”(subnano clusters, SNCs),具有非常独特的性质,例如是电化学反应的优良催化剂,表现出对团簇组成原子数目的变化非常敏感的特殊量子现象。

  来自东京理工大学的一个研究团队,包括Kuzume博士、Yamamoto教授和同事,研究了一种增强拉曼光谱测量的方法,使其能够适用于SNC分析。

  一种特殊类型的拉曼光谱方法称为表面增强拉曼光谱法。在其更精细的变体中,包裹在惰性薄硅胶壳中的金和/或银纳米颗粒被添加到样品中,以放大光学信号,从而提高该技术的灵敏度。

  研究团队首先从理论上确定了它们的最佳尺寸和组成,其中100纳米的银光放大器(几乎是常用尺寸的两倍)可以极大地放大附着在多孔硅外壳上的SNC信号。

  通过将拉曼测量结果与结构模拟和理论分析相比较,他们发现了氧化锡SNCs结构的新见解,解释了氧化锡SNCs的原子依赖比催化活性的来源。

  像这个研究小组所提出的突破,对于扩大亚纳米材料在生物传感器、电子和催化剂等各个领域的应用范围至关重要。


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