חלקיקים הם אבני הבניין של ננוטכנולוגיה המודרנית, עם תכונות ייחודיות המאפשרות פריצות דרך ברפואה, אלקטרוניקה, אחסון אנרגיה, ושיקום סביבתי, בעוד הגודל, הצורה והרכב של חלקיקים קיבלו מחקר נרחב, החוקרים שלהם כוללים רזולוציה כימית מתקדמת כגון רזולוציה שטחית של כימיקלים מתקדמים (אך רזולוציה גבוהה של כימיקלים) - סידורים וסוג של מולקולות, קבוצות פונקציונליות, וטעימים על השכבות מסורתיות - כיצד מערכות אלקטרו-ידיהם מכוונות לעתים קרובות עם חומרים כימיים כגון:

התפקיד הקריטי של כימיה על פני השטח ב-Nanoparticle Performance

לפני בחינה של הכלים, חיוני להבין מדוע כימיה פני השטח חשובה כל כך עמוק.משטח חלקיקים הוא ממשק דינמי שבו חומרים פיזיים, כימיים, ביולוגיים ואינטראקציות ביולוגיות להתרחש.אפילו וריאציות קטנות בדחיסות של ligands פני השטח, נוכחות של אתרים מחמצן מדויק, או פוטנציאל אלקטרוסטטי יכול לעתים קרובות לפתור את יציבות קולואידית, קטליטיות, רעילות, וגלומיות עבור תכונות דלקתיות, אך באופן דומה של חלקיקים אורגניים (אך)

מגבלות של אפיון פני השטח

(ה) להעריך את ההשפעה של שיטות חדשות, מומלץ לזכור את המגבלות של חלקיקים ישנים, אם כי עדיין יקר, טכניקות (FLT:0 Thermogravimetric Analysis (TGA) LT:1 ו-FLT:2Rier-transformscopy) אשר ניתנו על פני השטח (FTFLT) באופן כללי) כולל דגימות של מיקרוסקופיות (D) של חלקיקים ו-D) אשר בדרך כלל אינם יכולים לחשוף מספר רב של חלקיקים (D)

שיטות אפיון חדשניות: מבט מפורט

טיפ-Enhanced Raman Spectroscopy (TERS)

(ה) ; TSDO הוא אחד ההתקדמות האחרונה מרגשת ביותר עבור ניתוח כימיה חלקיקים משטח חלקיקים.הוא ממזג את יכולת ההדמיה הדמוגרפית העליונה של מיקרוסקופיות כוח אטומי (AFM) או סריקה microscopy (STM) עם הכוח הכימי של Raman spectroscopy. in Trods, a חד מתכתי או מתכת-קוed הוא מובא קרוב עם הדגימה כאשר אור בהירה, 000, 000 מיפוי חיצוני, הוא חייב לזהות את האלקטרומגנטי של 1.

שיקולים מעשיים עבור TERS in Nanoparticle Studies

כדי להשיג נתונים מרשימים, החוקרים חייבים לשלוט חומר קצה, צורה, ניקוי ונקיון. דינמיקה של Silver מציעים את השיפור החזק ביותר, בעוד טיפים זהב יציבים יותר מבחינה כימית.הבחירה של אורכי גל לייזר צריך להתאים את התוספת plasmon resonance כדי למקסם את השיפור ללא פגיעה בדגימה.עבור חלקיקים של nanoparticles, חלקיקים בדרך כלל מופקדים על תת-מטופים כגון mica או TERS כבר מוחל כדי לנתח מולקולות קוונטיות:

2. Advanced X-ray Photoelectron Spectroscopy עם פרופ' פרופ' פריקינג

(הופנה מהדף X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) הוא טכניקה מבוססת היטב אשר חוקרת את המשטח האלמנטרי ואת מדינות כימיות המודגשות של 1-10 nm של משטח לפני השטח.על ידי קרינת ברזל עם מונוכרומטי X-rays ומדידה את האנרגיה הקינטית של photocidtons, אלא אם כן, XPS מניבה שיאים התאמה לאלמנטים ספציפיים ולקשר שלהם לסביבות סטנדרטיות.

שיטות XPS עבור Nanoparticle Surface Chemistry

שיפור נוסף הוא ההפיכה של XPS עם FLT:0 (לחץ חד-משמעי) (NAP-XPS) 1FLT:1 כדי ללמוד משטחים חלקיקים בתנאים קרובים יותר לסביבה התפעולית שלהם (FLT:2XPS הדמיהFLT 3 (דמיית ההדמיה או סריקה) יכול למפות התפלגות של מדינה כימית על פני פני משטח מדגם, אך ההחלטה המרחבית היא בדרך כלל בטווח המיקרו-טר, עדיין פחות מ-טר או יותר מאשר TFMs.

אטומי כוח ספקטרוסקופיה (AFS) עם טיפים פונקציונליים

(ה-AFM) הוא ידוע בעיקר על גביית פני השטח של הדמיה עם פתרון אטומי, אך הפוטנציאל שלו משתרע הרבה מעבר לתמונות.InFLT:0atomic Force spectroscopy (AFS) של קבוצת מימן: 3G) של פיזור חלקיקים, כאשר הוא לוקח טיפ כימי מוגדר ישירות על פני השטח של קבוצת אלקטרו-אופטיקה מסוימת, כאשר הוא מודד את הטיפיות של קבוצת אלקטרו-אופטיקה מסוימת.

שילוב AFM עם ספקטרוםים אחרים

[ה] הכוח האמיתי של AFS מופיע כאשר הוא משולב עם טכניקות אחרות. PeakForce QNMIRFLT:1] (Quantitative Nanomechanical Mapping) בו-זמנית מתעד את הטופוגרפיה ואת המאפיינים המכניים כמו דבקות ומודולוס, יצירת מפות ניגודיות כימיות משלימות.

4. Solid-state NMR ו-DNP-NMR למבנה פני השטח

(הופנה מהדף NMR) ספקטרום מידע מגנטי (NMR) מאפשר לנוגיאומטריה של חלקיקים, אשר מאפשר גישה משמעותית של חלקיקים (NMR) ל-NMR (NMR) ל-NMR (NMR) ל-NValicials) ל-NMRIFLT1 טכניקות של פחמן-FLT1, במיוחד אלה המשתמשים בקסם (MAS), יכולים לחקור את הסביבה הכימית של NLCIQIFIRDIL)

5. MALDI-TOF Mass Spectrometry על פני חלקיקים מהונדסים

(Multi-APTS) שיטת הדמיה (MALDI-TOF MS) היא גם מדד עיקרי ב-Proteomics, אך היא מותאמים לכימיה של חלקיקים על פני השטח של חלקיקים (Nanoparticle) באמצעות מהירויות זיהוי מגנטיות מסוימות (DNanoparticle) המאפשרות ל-DNUMDI-Flastation) להשתמש בתבניות למניעת ספקטרום חשמליות (DPTSD) מסוימות.

יתרונות השוואתיים של שיטות חדשניות על פני גישות מסורתיות

הטכניקות שתוארו לעיל חולקות מספר יתרונות שהופכים אותם הכרחיים עבור האופיזציה המודרנית של חלקיקים:

  • (FLT:0) רזולוציה מרחבית בקנה מידה רחב: TSV ו- AFS יכולים לפתור תכונות כימיות עד 1-20 nm, לחשוף הטרוגניות בלתי נראית לטכניקות האנסמבל.
  • (ב) ⁇ :0) מפרט מולקולרי: ⁇ 1 TERS מספק טביעות אצבע רטט; NMR נותן פרטים הקשורים ברמה אטומית; ספקטרומטריה המונית מציעה משקל מולקולרי מדויק.
  • (ב) [15] אין הוראה וביכולת ישיבה: ⁇ FLT 1 פועל בנוזל ללא פגיעה בדגימה; ניתן להשתמש בטרינים בתנאים קשים; DNP-NMR אינו דורש טיפול חמור.
  • (FLT:0) פרופיל טפלת: FLT:1 XPS עם GCIB sputtering מניבה ייצור כימי כתפקוד של עומק באמצעות פגזים אורגניים או אורגניים.
  • ניתוח המדינה:0Chemical state Analysis:FLT:1reas קובע מדינות חמצון וסביבת תיאום; NMR מזהה מצבים מחייבים.

שום טכניקה אחת אינה מספקת את כל התשובות; אלא, התחום נע לכיוון זרמי עבודה קוקלטיביים שבו שיטות מרובות מוחלות על אותו ננו-חלקיק אצווה או אפילו אותו חלקיק.לדוגמה, חוקר יכול להשתמש לראשונה ב- AFM כדי לאתר חלקיק של עניין, ואז ליישם את TERS למיקום ספציפי עבור ספקטרום Raman, ולבסוף להשתמש בעומק XPS מפרופיל על סרט צפוף של אותם חלקיקים כדי לאשר גישה אטומית של קשקשים.

תגיות Cutting-Edge Nanoטכנולוגיה

ההבנה המשופרת של הכימיה על פני השטח, אשר מופעלת על ידי טכניקות אלה, כבר מתרגמת להתפתחויות מעשיות.

משלוח סמים ממוקד

עבור nanocarriers כגון לימפודס, עכברים פולימרים, וננו חלקיקים זהב, צפיפות וסידור של מיקוד ligands (למשל, חומצה פולית, נוגדנים) על פני השטח קובע את היכולת שלהם לקשור קולטנים ספציפיים תאים. TERS ו- AFS חשפו כי הפצה ligand הוא לעתים קרובות מקומט ולא אחיד, להסביר כמה חלקיקים גבוהים להופיע בעוד אחרים הם מסוגלים להפחית את הציפוי, 000, 000 תכונות עיצוב.

פסיכואנליזה heterogeneous Catalysis

בקטאליזה, הכימיה של חלקיקים חלקיקים - כגון נוכחות של אתרים פגומים, vacancies חמצן, או פרסומות מפרסום - פעילות יתר וסלקטיביות. XPS עומק profiling יכול לזהות שינויים תת-קרקעיים המתרחשים בתנאים תגובה, בעוד AFS עם טיפים פונקציונליים יכול למפות את האתרים הקטליטיים עצמם על ידי הסתברות מחייבת של יעילות עבור מולקולות מתקדמות (Toperintras) כדי לקדם תגובות על פני השטח באופן ישיר על פני השטח.

המונחים: environmental wesensors

חיישנים מבוססי ננו חלקיקים מסתמכים על שינויים על פני השטח שקושרים את ה- אנאליטים ספציפיים, מה שמוביל לאות זיהוי (למשל, משטח-enhanced Ramanפיזור (SERS) או plasmonic Shift) (הדמות ליציבות של שכבות אלה תחת תנאים סביבתיים מציאותיים ( pH, סלמון, חומר אורגני) הוא קריטי.

שיטות התכתבות ואופרהנדו

(החומרים הבאים ב-Nanoparticle כימיה פני השטח) נמצאים ב-FLT:0 דינמיקה מיקרוסקופית ו-spectroscopyFLT:1 - השימוש המשולב במספר אלגוריתמים על אותו אזור מדגם למשל, שילוב של מיקרוסקופ שטח helium עם אפקט של התפתחות ביולוגית (Raldows) יכול גם כן לתת באופן אוטומטי ביצועים גבוהים יותר ומפות כימיות אחרות.

מסקנה

מאפיין כימיה חלקיקים פני השטח עם רזולוציה גבוהה ומפרט הוא כבר לא מותרות אבל צורך לקדם nanoטכנולוגיה.השיטות המסומנים כאן - ip-enhanced Raman spectroscopy, מתקדם XPS עם פרופיל עומק, ספקטרום כוח אטומי עם טיפים פונקציונליים, DNP-enחומרי של ביצועים מוצקים מבוססי הנדסה NMR, ו MALDI מבוסס ספקטרום רחב של תכונות אלה, אשר יכול ללא ספק להתגבר על ידי שילוב ייחודי של טכניקות עיצוב.