波鴻魯爾大學(xué)(Ruhr-UniversitätBochum)的化學(xué)家開發(fā)出一種新的方法來觀察單個銀納米粒子的化學(xué)反應(yīng)，這些納米粒子只能實(shí)時測量人發(fā)的千分之一厚度。這些顆粒用于醫(yī)藥，食品和運(yùn)動用品，因?yàn)樗鼈兙哂锌咕涂寡鬃饔谩Ｈ欢?，到目前為止，人們對它們在生態(tài)和生物系統(tǒng)中的反應(yīng)和降解方式幾乎一無所知。電化學(xué)和納米材料研究小組的研究小組表明，納米粒子在某些條件下會轉(zhuǎn)變成難溶的氯化銀顆粒。

在自然環(huán)境中測量

即使在明確定義的實(shí)驗(yàn)室條件下，目前的研究已經(jīng)對銀納米粒子的反應(yīng)產(chǎn)生了不同的，有時相互矛盾的結(jié)果。“在每批納米粒子中，粒子的各個特性，例如大小和形狀，都會有所不同，”卓越集群Ruhr Explores Solvation的成員Kristina Tschulik說。“通過以前的程序，通常會同時研究無數(shù)顆粒，這意味著無法記錄這些變化的影響?；蛘邷y量是在高真空中進(jìn)行的，而不是在水溶液中的自然條件下進(jìn)行的。”

由Kristina Tschulik領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種方法，可以在自然環(huán)境中研究單個銀顆粒。“我們的目標(biāo)是能夠記錄單個顆粒的反應(yīng)性，”研究人員解釋說。這需要電化學(xué)和光譜方法的組合。通過光學(xué)和高光譜暗場顯微鏡，該小組能夠?qū)蝹€納米粒子觀察為可見和有色像素。利用像素顏色的變化，或者更準(zhǔn)確地說是它們的光譜信息，研究人員能夠?qū)崟r跟蹤電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的情況。

顆粒的降解減慢了

在實(shí)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)在氯離子的存在下復(fù)制了銀的氧化，這通常發(fā)生在生態(tài)和生物系統(tǒng)中。“直到現(xiàn)在，人們普遍認(rèn)為銀顆粒以銀離子的形式溶解，”Kristina Tschulik描述道。然而，在實(shí)驗(yàn)中形成難溶的氯化銀 - 即使溶液中僅存在少量氯離子。

“這極大地延長了納米粒子的壽命，并且以驚人的方式減緩了它們的分解，”Tschulik總結(jié)道。“這對于水體和生物來說同樣重要，因?yàn)檫@種機(jī)制可能導(dǎo)致重金屬銀局部積聚，這對許多生物都是有毒的。”

計(jì)劃進(jìn)一步發(fā)展

總部位于波鴻的集團(tuán)現(xiàn)在希望進(jìn)一步改進(jìn)其分析單個納米粒子的技術(shù)，以便更好地了解這些粒子的老化機(jī)制。因此，研究人員希望獲得有關(guān)銀粒子的生物相容性以及未來催化活性納米粒子的壽命和老化的更多信息。