《以氨基酸和肽为导向合成手性等离子体金纳米粒》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2019-01-09
  • 了解分子的手性或利手性是很重要的,因为在许多生化反应中都能观察到对映体的选择性,而且由于手性超材料具有特殊的光操纵能力,如偏振控制、负折射率和手性传感,近年来的发展也很重要。手性纳米结构的制备采用了岩石学、分子自组装等纳米制造技术,但三维手性结构的大规模、简单的制备方法仍是一个挑战。因此,手性转移是一种更简单、更有效的手性形态控制方法。尽管一些研究已经描述了分子手性向微米级螺旋陶瓷晶体的转移,但这种技术还没有应用于数百纳米的金属纳米颗粒。本文提出了一种手性金纳米粒子的合成策略,利用氨基酸和多肽控制纳米粒子的光学活性、旋向性和手性等离子体共振。实现这样的手性结构的关键需求是high-Miller-index表面的形成({hkl}, h≠k≠l≠0)本质上的手性,由于存在“变态”sites20, 21、22纳米颗粒在增长。手性成分存在于纳米粒子的无机表面以及氨基酸和多肽中,导致这些元素在界面上的对映选择性相互作用;这些相互作用导致纳米粒子的不对称演化,并形成由高度扭曲的手性元素组成的螺旋状形态。我们培养的金纳米颗粒显示出很强的手性等离子体光学活性(不对称因子0.2),即使随机分散在溶液中;这一观察结果是由理论计算和直接可视化的宏观色彩转换。我们预期,我们的策略将有助于合理设计和制造三维手性纳米结构,用于等离子体超材料的应用。

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    • 理解手性,或手性,在分子中是重要的,因为在许多生化反应中观察到的对映选择性,以及由于最近的手性超材料的发展,具有特殊的光处理能力,例如偏振控制,3,4,一个负折射率指数5和手性的sensing6。手性纳米结构是利用纳米技术如岩石学和分子自组装,9,10,11,但是大规模的,简单的三维手性结构的制备方法仍然是一个挑战。在这方面,手性转移是控制手性形态的一种更简单、更有效的方法。虽然一些研究已经描述了分子手性的转移到微米大小的螺旋陶瓷晶体中,但这一技术还未被应用于具有数百纳米尺寸的金属纳米粒子。在这里,我们开发了一种合成手性金纳米粒子的策略,该策略包括利用氨基酸和肽来控制纳米粒子的光学活性、手性和手性等离子共振。实现这样的手性结构的关键需求是high-Miller-index表面的形成({ hkl },h≠k≠l≠0)本质上的手性,由于存在“变态”sites20,21、22纳米颗粒在增长。在纳米粒子的无机表面和氨基酸和多肽中,手性成分的存在导致了在这些元素之间的界面的对映选择性的相互作用;这些相互作用导致纳米颗粒的不对称进化和由高度扭曲的手性元素组成的螺旋状形态。我们生长的金纳米粒子表现出很强的手性等离子体光学活性(0.2),即使在溶液中随机分散;这一观测得到了理论计算和宏观色彩转换的直观可视化的支持。我们预计,我们的策略将有助于合理设计和制造三维手性纳米结构,用于等离子体超材料的应用。
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    • 强磁场从金芯通过涂层壳的有效传递代表了等离子体激元纳米粒子应用中最重要的挑战。本研究采用一步电弧放电法,通过在He背景气中加入NH3,合成用氨基官能化的石墨碳封装金纳米粒子(Au @ G NPs)。通过将涂层壳定制成几层石墨烯,实现了强的局部表面等离子体共振(LSPR)吸收带。 NH3引入H自由基以通过蚀刻涂层石墨壳来强化LSPR特性,并且提供离解的NH或NH 2物质以使氨基表面官能化。通过基于LSPR的比色法,可以很好地检测到痕量Cu2 +离子,具有极好的灵敏度(低至10×10-9m线性),对其他金属离子(Na +,K +,Mg2 +,Ca2 +,Co2 + Fe2 +,Cd2 +,Pb2 +和Hg2 +离子)。 ——文章发布于2017年7月31日