Kimya Mühendisleri Gelişmiş Nanomalzemeler Oluşturmak için Yeni Bir Teori Geliştiriyor
Fotoğraf Altı Yazı: Ligand korumalı metal nano kristaller içeren ACS kapak resmi. ACS Fiziksel Kimya Mektupları Dergisi’nin izni ile yeniden basıldı. Telif Hakkı 2018 American Chemical Society.
Farklı elektronik, optik ve kimyasal özellikleri sayesinde, nanomalzemeler kimyasal üretimden ilaca, ışık yayıcı cihazlara kadar çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Ancak araştırmacılar, yapılarına “doping” olarak da bilinen başka bir metal katıldığında, metalin hangi pozisyonda yer alacağından ve nano-toplayıcının genel stabilitesini nasıl etkileyeceğinden emin değillerdir.
Bununla birlikte, Pittsburgh Üniversitesi’nden Swanson Mühendislik Okulu’ndan araştırmacılar, nano kristallerin belirli bir metal yapılarına girdiğinde nasıl davranacağını daha iyi tahmin etmek için yeni bir teori geliştirdiler. Çalışma ACS Fiziksel Kimya Makaleleri Dergisi’nin kapağında, “Ligand Korumalı Metal Nanoclusterlerin Termodinamik Stabilitesi” başlığıyla yer aldı. Ortak yazarlar Giannis Mpourmpakis, Bicentennial Mezunlar Fakültesi Üyesi ve Swanson Okulu’nda Kimya ve Petrol Mühendisliği Yardımcı Doçenti ve Ph.D. aday ve NSF Lisansüstü Üyesi Michael Taylor’ın elde ettikleri bulgular, katalitik uygulamalar için nanopartiküller tasarlamaya odaklanan daha önceki araştırmalarla da bağlantılıdır.
Dr. Mpourmpakis, “Nano kristallerin büyüklüğünü, şeklini ve bileşimini yapılandırmak iç özelliklerini kontrol etmenin bir yoludur” dedi. “Özellikle, Ligand korumalı Au (altın) nano kristaller, boyutların kesin kontrolünün sağlandığı bir nanomalzemeler sınıfıdır. Araştırmamız, bimetalik çiftlerin nasıl oluştuğunu daha iyi tahmin etmeyi amaçladı; böylelikle laboratuvarda çok sayıda deneme ve hata denemesi olmadan yapıyı daha kolay tahmin etmemizi sağlayacak. ”
Mpourmpakis’in Bilgisayar Destekli Nano ve Enerji Laboratuvarı’nda (C.A.N.E.LA.) tamamlanan araştırma, ligand korumalı Au kristallerindeki kesin dopant konumlarını ve konsantrasyonlarını hesaplamalı olarak tahmin etmelerini sağladı. Ayrıca, deneysel olarak sentezlenen Au nano kristallerinin kesin boyutlarını açıklayan yeni geliştirilen teorilerinin, daha fazla çok yönlülüğe sahip olan bimetalik nano kristallere de uygulanabileceğini keşfettiler.
Dr. Mpourmpakis, “Bu hesaplama teorisi nanomalzemelerin keşfedilmesini hızlandırmak ve deneysel çabaları daha iyi yönlendirmek için kullanılabilir.” Dedi. “Dahası, bu teoriyi bimetalik nano kristaller üzerinde test ederek özel özellikler sergileyen materyaller geliştirme potansiyeline sahibiz. Bunun nanoteknoloji üzerinde büyük bir etkisi olabilir.”
Kaynak : phys.org
