تولید نانوساختارهای ستاره ای شکل !

[∆ MeRzaD ∆]

یوجین زوباروف و لئوناید ویگدرمن از موسسه بیوساینس دانشگاه رایس نانومیله‌هایی از جنس طلا سنتز کرده‌اند که می‌توان از آنها در 

طیف سنجی رامان افزایش یافته سطحی (SERS) استفاده کرد.

این گروه تحقیقاتی دریافته است که نانوساختارهای تولیدی آنها سیگنال‌ها را 25 با قوی‌تر از نانومیله‌های مشابه باز می‌گردانند. با این کار آنها احتمالا بتوانند مقادیر بسیار کم از مواد آلی نظیر دی‌ان‌ای را برای تشخیص برخی بیماری‌ها شناسایی کنند.

زوباروف می‌گوید این یک ایده بسیار جالب در حوزه حسگری است. SERS دارای این مزیت است که می‌توان از طلا برای افزایش میدان الکترومغناطیس محلی استفاده کرد. این میدان‌ها روی یک نقص ویژه، مانند لبه تیز نانومیله‌هایی که ساخته‌ایم، متمرکز می‌شود  با این کار می‌توان وجود مقادیر بسیار کم از مولکول‌های آلی را شناسایی کرد.

SERS می‌تواند خودش مولکول‌های آلی را شناسایی کند اما وجود سطح طلا این قابلیت را تشدید کند. اگر ما طیف این مولکول آلی را در یک محلول بگیریم و آن را با زمانی که روی یک سطح طلا جذب شده باشد مقایسه کنیم، می‌فهمیم که تفاوت آنها می‌تواند میلیون‌ها برابر باشد.

زوباروف و ویگدرمن میله‌های ستاره شکل خود را در یک محلول شیمیایی رشد دادند. برای این کار آنها فرآیند تولید را با ذرات نانومیله طلای خالص با سطح مقطع پنج ضلعی آغاز کردند. این نانوذرات در سال 2008 در آزمایشگاه زوباروف تولید شده بود. در قدم بعد این نانومیله‌ها به مخلوطی از نیترات نقره، اسید اسکوربیک و کلرید نقره اضافه شد.

در طول 24 ساعت، ذرات به‌صورت میله‌هایی به طول 550 نانومتر و پهنای 55 نانومتر در می‌آیند این ذرات بر روی خود پشته‌هایی به موازات طول نانومیله دارند. بر اساس تصاویر میکروسکوپ الکترونی این ذرات شبیه بالش‌هایی ستاره‌ای شکل هستند.

زوباروف می‌گوید این که چطور نانومیله‌های به‌صورت ستاره‌ای شکل در می‌آیند هنوز برای ما یک راز است اما فرضیه‌هایی برای آن داریم. مدت‌هاست که گروه ما علاقه‌مند به تکثیر ذرات است. اگر به کلرید طلا، عامل احیاء کنند اضافه شود ذراتی پدید می‌آید که با میکروسکوپ نوری قابل روئیت است. اما در حضور نیترات نقره و یون‌های برمید اتفاقات متفاوتی می‌افتد.

آنها از یک سورفاکتانت عمومی، CTAB، استفاده کردند که با این کار برم با یون‌های نقره ترکیب شده و تشکیل نمک‌های نامحلول می‌دهد. محققان معتقدند که یک لایه نازک از برمید نقره روی سطح میله‌ها تشکیل شده و موجب بلوک شدن جزئی آنها می‌شود.

نتایج این تحقیق در نشریه Langmuir  به چاپ رسیده است.