В последнее время появились работы по кинетике и динамике реакций с участием наночастиц металлов. Фотохимическая реакция с участием покрытых н-додекантиолом наночастиц серебра, диспергированных в циклогексане, изучена в пикосекундном интервале времени.
По данным метода электронной микроскопии, наночастицы AgxSC12H25 имеют средний размер около 6,2 нм и по форме напоминают многогранники. Под влиянием кратковременного облучения наночастицы сначала распадаются на более мелкие части (<2нм). Увеличение продолжительности облучения до 9 мин, напротив, ведёт к укрупнению частиц до 20нм.
Фотохимические превращения детектировали по изменению во времени интенсивности и ширины линии поглощения плазмона серебра. Установлено, что поглощение нелинейно зависит от интенсивности света. В наносекундном диапазоне изучена кинетика фотолиза частиц и получены соответствующие константы. Изменения диэлектрических свойств окружающей среды происходят за – 0,5 нс.
Под влиянием оптического возбуждения часть молекул алкантиола отщепляется за время (3,6 нс), определяемое энергией Еth, выделенной в виде тепла. Доля частиц с отщеплёнными тиольными группами зависит от энергии возбуждающего импульса. В пределах 40 нс (время рекомбинации) покрытие тиолом частицы также подвергается фрагментации. Последующее воздействие света частично предотвращает процесс дезинтеграции наночастиц.
В отличии от наночастиц на основе серебра, которые под действием света претерпевают фотохимические превращения, для наночастиц на основе золота в аналогичных условиях более характерны изменения формы. Для этих наночастиц фрагментация сильно ослабляется в более полярных растворителях или с изменением длины молекулярной цепи алкантиола.
Наночастицы серебра использованы в фотохимических превращениях феназина и акридина. Установлено, что обе молекулы, адсорбированные на поверхности частиц серебра, при действии света распадаются с разрывом связи N-C в однофотонном процессе. Скорость реакции и степень фотораспада зависят от длины волны облучения. При облучении коротковолновым светом лазера феназин распадается с образованием графита.
Скорость разложения фенозина выше, чем акридина, что, по видимому, связано с разной ориентацией молекул данных веществ на поверхности частиц серебра. Предполагается, что распадающиеся молекулы феназина и акридина должны либо адсорбироваться на поверхности в определённых местах, либо иметь определённые геометрические конфигурации, так что только небольшая часть молекул может вовлекаться в реакцию.
Изучены оптические свойства наночастиц золота размером 2,5; 9 и 15 нм, полученных γ- радиолизом соли KAuCl4 в воде и стабилизированных в поливиниловом спирте. Растворы, содержащие частицы золота размером 2,5 нм, не ослабляют проходящий свет, а растворы с частицами больших размеров сильно ослабляют интенсивность лазерного импульса с длиной волны 530 нм.
Предполагается, что наблюдаемые эффекты связаны с появлением большого числа светорассеивающих центров, образующихся в результате испарения наночастиц золота под влиянием лазерного импульса. Светорассеивающие центры образуются в течении нескольких наносекунд и в основном релаксируют в исходное состояние; при повторном импульсе они частично деградируют в небольшие частицы.
С помощью лазерных измерений с разрешением во времени изучено электрон-фоновое взаимодействие в частицах металлов, включая частицы золота размером от 2 до 120 нм, и в биметаллических частицах, содержащих Au, Ag, Pt, Pd. Наиболее детально изучены частицы, в которых Au- ядро, а Ag – оболочка и Au- ядро, а Pb – оболочка. Все частицы были получены радиолизом. Показано, что для золота, в отличие, например от серебра, временная шкала электрон- фононного взаимодействия не зависит от размера частицы.
Нанофотоника- новая область, которая изучает оптические свойства объектов с размерами много меньше длины волны оптического излучения.
Одно из направлений по созданию недорогих и возобновляемых источников энергии основано на разработке солнечных элементов на органических соединениях. Большие возможности в этой области открывает использование гибридных наноматериалов. Солнечные элементы были получены на основе четвертичной самоорганизации различных порфиринов (доноры) и фуллеренов С60 и С70 (акцепторы) путем их кластеризации с наночастицами золота на структурированной плёнке диоксида олова.
Найдено, что созданная композиция по конверсии энергии в 45 раз эффективнее по сравнению с системой, состоящей из порфирина и фуллерена. Сочетание порфирина и фуллерена рассматривается как идеальная доноро-акцепторная пара, ибо в результате их комбинации возможны ускорение фотоиндуцированного переноса электрона и медленная рекомбинация зарядов, приводящие к генерации с высоким квантовым выходом долгоживущих состояний с распределёнными зарядами.
При копировании текста будьте любезны указывать источник:
[ По материалам сайта NeoTechProduct.ru ]