Facultatea de Inginerie

Laboratorul de Nanotehnologii

Specializare: SM, ISI, IPMI anul II

Disciplina: Nanomateriale i Nanotehnologii

Sintez pe cale chimic de nanoparticule (puncte cuantice/quantum dots) de aur.

Punerea in evidenta a variaiei proprietilor optice (culoare) ale nanomaterialelor n functie de dimensiune.(Efectul dimensiunii cuantice).

Familiarizarea cu notaii si denumiri specifice domeniului nano.

Desi nanoparticulele de metale nobile sunt considerate o descoperire a stiintei moderne,

acestea au fost produse si utilizate inca din vremurile antice datorita proprietatilor lor optice

(culorilor) remarcabile. In perioada civilizatiei antice romane, erau folosite pentru colorarea

ceramicii si a sticlei in culori intense de rosu, galben sau mov.

Prefixul nano se foloseste pentru a desemna dimensiuni de particule mai mici de 100 nm

(1 nanometru = 10-9

metri). Nu putem observa cu ochiul liber nanoparticulele, deoarece acestea

sunt prea mici; ochiul omenesc poate percepe pana la dimensiuni de zeci si sute de microni

(1 micrometru =10-6

m), dar se poate observa modificarea dimensiunii unor nanoparticule foarte

mici (sub 10 nm, numite puncte cuantice) prin schimbarea culorii soluiei in care acestea se sintetizeaza.

n cadrul acestei lucrri de laborator se vor obine nanoparticule de aur printr-o metod simpl de sintez din solutie, utilizand soluii de citrat de sodiu si clorur de aur trihidrat:

Solutia i va schimba culoarea de la incolor la mov la rou pe msur ce se formeaza si cresc nanoparticulele i aglomerate ale acestora.

REFERAT DE LABORATOR Nr. 2

Sintez de nanoparticule de aur

Obiective

Aspecte generale

2

Datorit formei i dimensiunii diverse a nanoparticulelor de aur acestea prezint proprieti fizico-chimice diferite. Aceste proprieti sunt foarte utile unei mari variaii de aplicaii cum ar fi diagnosticarea cancerului, cataliz, spectroscopie Raman i fluorescen, ionizare selectiv a biomoleculelor, i electronic.

Daca particulele sunt fluorescente, ele emit radiatie cu culoarea complementara dupa

excitare cu radiatie din domeniul vizibil sau UV (Fig 1 ).

Fig 1 . Influena dimensiunii nanoparticulelor asupra emisiei pentru CdSe

Fig. 2. Reactivi utilizati

Pentru sinteza nanoparticulelor de aur se foloseste Clorur de aur trihidrat ( HAuCl4*3H2O)

si Citrat trisodic dihidrat CHNaO*2 HO.

Clorur de aur trihidrat: HAuCl4*3H2O

Citrat trisodic dihidrat;

CHNaO*2 HO

Reactivi necesari

3

1. Se inclzesc 200mL de ap distilat ntr-un pahar Erlenmayer pe o plit cu nclzire cu agitare magnetic.

2. n apa nclzit se adaug clorur de aur trihidrat (HAuCl4*3H2O). Se observ colorarea soluiei n galben (Fig.3a)

3. Peste solutie se adaug o soluie de 2mL de citrat de sodiu (CHNaO*2 HO), cu pH ajustat la 3.0. Se observ modificarea culorii in gri si apoi n mov (Fig.3b).

4. Amestecul este nclzit sub agitare timp de 14 minute, timp in care culoarea solutiei se modifica pana la culoare roie, aa cum se vede i n figura 3c.

5. n timpul perioadei de nclzire se colecteaz cate 10 mL solutie, acestea sunt lsate s se rceasc pn la temperatura camerei i sunt supuse caracterizrii prin UV-VIS i SEM.

Solutia extras din vasul de reactie dupa primul minut de la amestecarea reactantilor conine particule de aur cu mrimea de 4nm.

Pe msur ce timpul crete, odata cu modificarea dimensiunilor particulelor, se modifica si culoarea solutiei.

Fig. 3. Modificarea culorii solutiei in timpul agitarii la temperatura de 80C.

Fig 4 . Influena dimensiunii nanoparticulelor de Aur asupra culorii lor dispersate in apa.

Mod de lucru

(a) (b) (c)

Rezultate

3 4,9 5,4 6 3,7 4,2