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《通过光辅助合成和在聚合物基质中组装银纳米粒子，产生高反射和导电的金属层。》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2017-10-03

  • 在许多工业应用中，没有重型设备和低金属电荷的金属化表面的发展是一个巨大的挑战。我们在此报告了一种聚合物基质中银纳米颗粒(AgNPs)的光组装，在室温下，在室温下，在室温下，在空气中，在没有溶剂的情况下，在几分钟内完成。该材料的表面被转化为连续的银薄膜，在聚合物中形成了AgNPs的深度浓度梯度，在反应式中成像了光化紫外光的吸收剖面。这种特殊的镀银聚合物涂层可以产生出色的反射和导电性能。由于形成一种越来越紧凑的金属膜，因此观察到的电导增加了3到30分钟。这种涂层策略适用于各种各样的基板(纺织品、纸张、玻璃、木材、塑料和不锈钢)。此外，在纺织等柔性表面上，灵活性得以保留。使用这种纳米材料作为一种印刷油墨的可能性，它的金属浓度(3-5比2)比同时的油墨要低得多。

    ——文章发布于2017年9月29日

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  • 《利用聚合物开发3D打印中的金纳米颗粒》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-04-02
    • 3D打印，也被称为增材制造，已经成为一种非常有用的技术，用于制造非常小和复杂的结构。它最初的建立促进了个人和有趣的对象的创造，这些对象是由对技术感兴趣的人在家里打印出来的。 然而，随着时间的推移，越来越多的制造商开始转向3D打印方法，以比其他方法更低的成本生产复杂的定制零件。这是一个不断发展的科学、工程和制造领域，而且很可能在未来许多年内继续沿着这条道路发展。 与3D打印这种相对较新的技术不同，金纳米颗粒已经被使用了很多年——甚至在我们知道纳米颗粒是什么之前。这在4世纪的人工制品Lycurgus杯中表现得很明显，金纳米颗粒被证明是造成所观察到的二色性颜色的原因。 在现代科学中，金纳米颗粒已经被用于多种应用，从抗癌剂到表面等离子体成像增强剂，再到电子、催化剂、主动传感器材料中的导电管道，等等。 与更复杂的纳米颗粒相比，它们合成起来相对简单，而且它们的广泛应用意味着研究人员现在正在转向其他制造、使用和整合它们的方法。 近年来，研究人员开发了利用3D打印方法，在打印过程中将金纳米颗粒直接与聚合物和其他介质结合，从而生成包含金纳米颗粒的3D打印复合材料。 近年来，这一交叉领域取得了长足的进步，为光学和制药行业带来了广阔的发展前景。下面，我们来看看这个领域是如何发展的。 通过3D打印在聚合物中嵌入金纳米颗粒 利用这些技术的一种更成熟、更常见、更简单的方法是使用聚合物作为嵌入多种类型纳米颗粒(包括金纳米颗粒)的复合介质。 现在有很多聚合物纳米复合材料，但是最近的一项研究涉及到使用聚合物和金纳米颗粒来制造本质上是双色的3D打印复合材料(很像Lycurgus杯子)，用作光学过滤器。 以聚醋酸乙烯酯(PVA)为载体，采用熔融沉积模拟(FDM)方法制备了纳米复合材料。当纳米颗粒- pva纳米复合材料干燥时，呈现出一种棕色反射和紫色透射的二向色效应，而用更传统的方法形成的类似纳米复合材料则没有这种效应。 研究人员还用这种双色材料制作了一个花瓶和一个水杯，虽然要使用，但它们需要涂上一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)，以防止水渗透到纳米复合材料中。 使用微流体 这一领域虽然没有那么发达，但却很有趣，它依赖于制造可用于合成金纳米颗粒的聚合装置，而不是在3D打印过程中使用它们。 研究人员利用FDM技术制造了一种聚乳酸(PLA)微流控装置，并将其置于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)载玻片上，以制造微流控通道。这些微流体通道随后被用作反应室，通过连续流动的合成路线来制造金(和银)纳米颗粒，因为这可以防止聚合物通道被污染。 通过改变微流体的合成参数(浓度、温度、流速等)，可以制备出不同尺寸的金纳米颗粒。 制造纳米金墨水 最近的一项研究涉及使用梳状聚合物体系结构来开发金纳米颗粒油墨。该团队使用了不同的逐步增长聚合和click化学方法来开发不同的聚合物体系结构(基于聚氨酯)，可以包裹和封装金纳米粒子。 然后是(3D打印)喷墨打印的封装金纳米颗粒油墨。在许多情况下，金纳米颗粒油墨在喷墨打印时是不稳定的，因为纳米颗粒易于凝聚，但在封装时，聚合物稳定了金纳米颗粒，这意味着它们可以在表面打印而不会发生凝聚。 聚合物-纳米颗粒油墨被发现是长期稳定的(超过6个月)。金纳米粒子在制药工业中有很大的潜力，这种聚合物稳定印刷方法可以用于制造稳定的、定制的金纳米粒子生物传感器。 人们认为，这种方法也可以用于稳定和在聚合物中嵌入其他金属纳米颗粒，从而为更多的应用开辟了潜力。
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  • 《用于纳米光子学的金纳米粒子的超薄超晶格》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-05-22
    • 物理化学研究所Matthias Karg教授的“Colloids and Nanooptics”小组提出了一种简单而精确的技术来开发高度有序的颗粒层。该小组正在使用具有水凝胶状结构的微小，柔软且可变形的球形聚合物珠粒。 水凝胶是水溶胀的三维网络。例如，我们熟悉这些结构，作为婴儿尿布中的超吸收剂，能够吸收大量液体。 在这些水凝胶珠子中，只有几纳米的微小金或银颗粒，Karg的团队在HHU中使用金属盐在还原过程中合成。 “我们可以非常精确地调整金颗粒的大小，因为水凝胶壳可渗透溶解的金属盐，从而允许金核连续过度生长。”这些核 - 壳颗粒的结构可以与樱桃的结构大致比较，其中硬核被软浆包围。然而，来自实验室的颗粒大约小十万倍。 然后，位于杜塞尔多夫的研究人员可以使用这些水凝胶珠的稀释溶液来生产薄单层。他们将珠子应用于水面，其中高度有序且色彩缤纷的闪光层自组装。它们将该层从水表面转移到玻璃基板上。这种转移使整个玻璃基板闪烁。 用电子显微镜观察该层显示出规则的六角形有序粒子阵列。 “这些是它们壳中的金颗粒，”博士生Kirsten Volk解释说，“我们发现它们排列在一个高度有序的层中。”确定层的颜色的是金颗粒：它们反射具有特定波长的可见光，这些波长会干扰并因此产生不同角度的不同颜色的印象。 “这些薄层对于光电子学非常有意义 - 即使用光传输和处理数据。也可以使用它们来构建小型激光器，”Karg教授解释说。这些纳米激光器的尺寸仅为纳米，因此构成了纳米光子学领域的关键技术。 在最近发表在ACS应用材料与接口杂志上的一项研究中，杜塞尔多夫的研究人员已经克服了这种纳米激光器的主要障碍。他们成功地通过入射光在金颗粒中产生了集体共振。这意味着金颗粒不会单独激发;相反，所有激发的粒子都在共振。这种集体共振是构建激光器的基本先决条件。发表的研究结果的特殊方面是，不仅可以非常容易地和大规模地创建颗粒层，它们也特别薄。 对于光电应用和纳米激光器，谐振模式必须在薄层中进一步放大。 Karg教授：“接下来我们将尝试通过掺杂发射器来进一步放大共振。从长远来看，这也可以让我们实现电动纳米激光器。” ——文章发布于2019年5月20日
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