维生素C的剂量有助于金纳米线的生长

维生素C的增加帮助莱斯大学的科学家们将小金纳米棒变成了精细的金纳米线。

常见的，温和的抗坏血酸是一种不那么秘密的酱油，它帮助化学家尤金祖巴列夫的莱斯实验室从粗糙的纳米棒中生长纯净的纳米线，而没有先前技术的缺点。

“使用维生素C制造金纳米结构本身没有新意，因为之前有许多例子，”祖巴列夫说。“但维生素C实现的缓慢和可控的减少令人惊讶地适用于生产超长纳米线的这类化学物质。”

这项工作的细节出现在美国化学学会期刊ACS Nano中。

莱斯实验室的纳米棒在该过程开始时厚约25纳米 - 并且在它们的长度变长成长纳米线的同时保持这种状态。长度超过1,000纳米，物体被认为是纳米线，这很重要。导线的纵横比 - 长度与宽度 - 决定了它们如何吸收和发射光以及它们如何传导电子。结合金的固有金属特性，可以提高其在传感，诊断，成像和治疗应用中的价值。

Zubarev和主要作者，莱斯化学校友Bishnu Khanal成功地使他们的粒子远远超出了从纳米棒到纳米线的过渡，理论上是无限长度。

研究人员还表明，该过程是完全可控的和可逆的。这使得可以生产任何所需长度的纳米线，并因此产生用于电子或光操纵应用的所需配置，尤其是涉及等离子体的那些，电子在金属表面上的光触发振荡。

纳米线的等离子体响应可以调整为从可见光到红外发射光，理论上远远超出它们的长宽比。

这个过程很慢，因此需要几个小时才能生长出一微米长的纳米线。“在本文中，我们只报告长度达4到5微米的结构，”祖巴列夫说。“但我们正努力制造更长的纳米线。”

生长过程似乎只适用于五面体孪晶金纳米棒，其中含有五个连接的晶体。这些五面棒 - “想象一支铅笔，但有五面而不是六面，”祖巴列夫说 - 沿着平坦的表面稳定，但不是在尖端。

“这些尖端也有五个面，但它们有不同的原子排列，”他说。“这些原子的能量略低，当新原子沉积在那里时，它们不会迁移到其他任何地方。”

这使得不断增长的电线不会增加周长。每个添加的原子都会增加导线的长度，从而增加纵横比。

纳米棒的反应性尖端得到表面活性剂CTAB的帮助，该表面活性剂覆盖纳米棒的平坦表面。“表面活性剂在两侧形成非常致密，紧密的双层，但它不能有效地覆盖尖端，”祖巴列夫说。

这使得尖端对氧化或还原反应开放。抗坏血酸提供与金离子结合的电子，并以金原子的形式沉淀在尖端。并且与容易聚集的溶液中的碳纳米管不同，纳米线彼此保持距离。

“最有价值的特征是纳米棒对纳米线的真正一维伸长，”Zubarev说。“它不会改变直径，所以原则上我们可以采用纵横比可能为2或3的小杆，并将它们拉长至100倍。”

他说这个过程应该适用于其他金属纳米棒，包括银。

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