Rice Üniversitesi kimyagerleri, en yaygın nanoparçacık tariflerinden birinin ana bileşeni olan ufak altın “tohum” parçacıklarının, Rice’ta keşfedilen karbon buckytoplarının kuzenleri olan 32 atomlu küresel moleküller olan altın buckyball’larla aynı bulunduğunu keşfettiler. 1985.
Karbon bucky topları, merhum Rice kimyageri Richard Smalley tarafınca beraber keşfedilen ve isimlendirilen içi boş 60 atomlu moleküllerdir. Onlara “buckminsterfullerenes” adını verdi zira atom yapıları ona mimar Buckminster Fuller’ın jeodezik kubbelerini hatırlattı ve “fulleren” ailesi düzinelerce içi boş molekül içerecek şekilde büyüdü.
2019’da Pirinç kimyacıları Matthew Jones ve Liang Qiao, altın fullerenlerin kimyagerlerin altın nanopartiküller yapmak için uzun süredir kullandıkları altın “tohum” parçacıkları bulunduğunu keşfettiler. Bulgu, altın bucky toplarının ilk rapor edilen sentezinden yalnız birkaç ay sonrasında geldi ve kimyagerlerin on senelerdir bilmeden altın moleküllerini kullandıklarını ortaya çıkardı.
“Bahsettiğimiz şey, emsalsiz, herhangi bir nanomateryal üretmenin en yaygın yöntemidir.” Jones dedi. “Ve bunun sebebi, bunun inanılmaz derecede rahat olması. Bunun için hususi ekipmanlara ihtiyacınız yok. Lise öğrencileri yapabilir.”
Jones, Qiao ve Rice, Johns Hopkins Üniversitesi, George Mason Üniversitesi ve Princeton Üniversitesi’nden ortak yazarlar, keşfi doğrulamak için kanıtları derlemek için yıllarını harcadılar ve kısa sürede Nature Communications’da neticelerini yayınladılar.
Rice’ta kimya ve araç-gereç bilimi ve nanomühendislik alanlarında destek doçent olan Jones, altın nanoparçacıklarının moleküllerden sentezlendiği bilgisinin kimyagerlerin bu sentezlerin mekanizmalarını ortaya çıkarmasına destek olabileceğini söylemiş oldu.
“Bu çalışmanın niçin mühim bulunduğunun büyük resmi bu” dedi.
Jones, araştırmacıların 2000’li yılların başlarında, çubuklar, küpler ve piramitler de dahil olmak suretiyle birçok altın nanoparçacık şeklini üreten kimyasal sentezlerde altın tohum parçacıklarının iyi mi kullanılacağını keşfettiklerini söylemiş oldu.
“Parçacık şeklini denetim edebilmek hakkaten çekici, zira bu birçok özelliği değiştiriyor” Jones dedi. “Bu neredeyse her insanın kullandığı bireşim. 20 senedir kullanılıyor ve tüm bu süre süresince bu tohumlar basitçe ‘parçacıklar’ olarak tanımlandı.”
Jones’un laboratuvarında eski bir doktora sonrası araştırmacı olan Jones ve Qiao, 2019’da altın-32’yi aramıyorlardı, sadece bunu kütle spektrometresi okumalarında fark ettiler. Karbon-60 bucky toplarının keşfi de benzer bir halde gerçekleşti. Ve tesadüfler burada bitmiyor. Jones, Rice’ta Kimya alanında Norman ve Gene Hackerman Destek Doçenttir. 1996 Nobel Kimya Ödülü’nü Rice’tan Robert Curl ve Birleşik Krallık’tan Harold Kroto ile paylaşan Smalley, 2005’teki ölümünden ilkin uzun seneler Rice’ta kimya alanında Hackerman başkanıydı.
Yaygın olarak kullanılan tohumların nanoparçacıklar yerine altın-32 molekülleri bulunduğunu doğrulamak, Yimo Han’ın Rice’daki araştırma grubu tarafınca meydana getirilen son teknoloji görüntüleme ve Johns Hopkins’teki Rigoberto Hernandez ve Andre Clayborne, George Mason’da.
Jones, nanoparçacık ve molekül arasındaki ayrımın mühim bulunduğunu ve çalışmanın potansiyel tesirini idrak etmek için bir anahtar bulunduğunu söylemiş oldu.
“Nanopartiküller tipik olarak boyut ve biçim bakımından benzerdir, sadece aynı değildirler” Jones dedi. “7 nanometrelik küresel altın nanoparçacıklardan oluşan bir parti yaparsam, bazılarının tam olarak 10.000 atomu olur, sadece diğerlerinin 10.023 yada 9.092 atomu olabilir.
“Öte taraftan moleküller mükemmeldir,” dedi. “Bir molekül için bir formül yazabilirim. Molekül çizebilirim. Ve eğer moleküllerden oluşan bir çözüm yaparsam, atomlarının sayısı, türü ve bağlantısı bakımından hepsi tamamen aynıdır.”
Jones, nanobilimcilerin pek oldukca yararlı nanoparçacığı iyi mi sentezleyeceklerini öğrendiklerini, sadece ilerlemenin çoğu zaman tecrübe etme yanılma yöntemiyle geldiğini zira sentezlerine ilişkin “neredeyse hiçbir mekanik anlayış olmadığını” söylemiş oldu.
“Buradaki problem oldukça rahat,” dedi. Bu, ‘Bana bir pasta yapmanı isterim ve sana bir demet beyaz toz vereceğim fakat sana bunların ne işe yaradığını söylemeyeceğim’ demek benzer biçimde bir şey. Bir tarifiniz olsa bile, başlangıç malzemelerinin ne işe yaradığını bilmiyorsanız, hangi malzemelerin ne işe yaradığını idrak etmek tam bir karabasan.
“Nanobilimin organik kimya benzer biçimde olmasını isterim, burada esasen istediğiniz her şeyi, istediğiniz özelliklerle yapabilirsiniz.” Jones dedi.
Organik kimyagerlerin madde üstünde muhteşem bir kontrole haiz bulunduğunu söylemiş oldu. “zira onlardan önceki kimyagerler, bu reaksiyonların işlediği tüm kati yolları idrak etmek için inanılmaz derecede detaylı mekanik emek harcamalar yaptılar. Nanobilimde bundan oldukca fakat oldukca uzağız, fakat oraya varabilmemizin tek yolu, bunun benzer biçimde işler yapmak ve mekanik olarak neyle başladığımızı ve nesnelerin iyi mi oluştuğunu anlamaktır. Nihai hedef bu.”
Araştırma, Welch Foundation (C-1954, C-2065), Packard Foundation (2018-68049), National Science Foundation (2145500, 1842494, 2001611, 090079, 1920103, 1625039, 2018631, 2011750) ve Rice tarafınca desteklenmiştir. Üniversite.
Kaynak: https://www.rice.edu/
Source: www.azonano.com