सोने में नैनो मूर्तियां

नई विधि अपरिवर्तित सोने के नैनोकणों की संरचना को स्पष्ट करती है

द गीज़ा इन द ननोवोर्ड: सोने के कणों को आभासी रेगिस्तान की रेत पर रखा गया था। सात परमाणुओं का एक समूह एक समबाहु त्रिभुज बनाता है, जिसमें एक परमाणु एक अतिरिक्त कोने के रूप में लटका होता है। 20 परमाणु एक त्रिकोणीय आधार के साथ एक पिरामिड में ढेर। एक परमाणु कम होने के साथ, पिरामिड अपनी बात खो देता है। © फ्रिट्ज़ हैबर इंस्टीट्यूट ऑफ द मैक्स प्लांक सोसायटी
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यदि आप भरी हुई हैं, तो आप अपने चेहरे का रंग बदल सकते हैं, लेकिन आप इसे तीसरे पैर के रूप में इकट्ठा करने के लिए एक हाथ से फाड़ना नहीं चाहते हैं। हालांकि, यह सात सोने के परमाणुओं के समूहों के साथ अलग है। ये अनलडेन की तुलना में अलग से भरी हुई स्थिति में खुद को व्यवस्थित करते हैं, जैसा कि वैज्ञानिक अब "विज्ञान" में रिपोर्ट करते हैं।

रासायनिक रूप से सुस्त और महंगी: इन गुणों ने उस उत्साह को कम कर दिया जो रसायनविदों ने सोने के लिए महसूस किया - कम से कम जब से कीमिया बीत चुके हैं। लेकिन अब कुछ वर्षों के लिए ब्याज को पुनर्जीवित किया गया है। कीमती धातु के नैनोकणों के लिए रसायन उद्योग में महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में उपयुक्त हो सकता है। छोटे सोने के कण उन प्रतिक्रियाओं में बहुत उपयुक्त हैं जो वे समर्थन करते हैं।

क्या सोने के नैनोकण कुछ प्रतिक्रियाओं का पक्ष ले सकते हैं, उनकी संरचना पर दृढ़ता से निर्भर करता है। मैक्स प्लैंक सोसाइटी के फ्रिट्ज़-हैबर-इंस्टीट्यूट, कनाडा में स्टीकी इंस्टीट्यूट फॉर मॉलिक्यूलर साइंसेज और एफओएम इंस्टीट्यूट रिजनहुइज़न में डच फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर फेलिक्स ने अब एक विधि विकसित की है जो तटस्थ सोने का रूप लेती है समूहों का निर्धारण करने के लिए। केमिस्ट कुछ समय के लिए जानते हैं कि कुछ दर्जन परमाणुओं के साथ लोड होने पर इनमें से कुछ पहनावा कैसा दिखता है। उत्प्रेरक के रूप में लेकिन विशेष रूप से अपरिवर्तित कण दिलचस्प होंगे। और कभी-कभी वे एक ही संख्या के परमाणुओं के साथ चार्ज किए गए समूहों की तुलना में बहुत अलग आकार लेते हैं।

पिरामिड से हेक्सागोन तक

आंद्रे फील्के की अध्यक्षता वाले बर्लिन के शोधकर्ताओं ने 7, 19 और 20 परमाणुओं के समूहों का अध्ययन किया है। 19 और 20 परमाणुओं के अपरिवर्तित कणों के लिए, उन्होंने उन्हीं संरचनाओं का अवलोकन किया जो उनके नकारात्मक चार्ज किए गए समकक्षों से जानी जाती हैं: 20 सोने के परमाणु एक टेट्राहेड्रोन, एक पिरामिड के साथ एक त्रिकोणीय आधार के साथ ढेर। एक परमाणु कम लागत पिरामिड शीर्ष। "सात स्वर्ण परमाणुओं को अपरिवर्तित स्थिति में एक अतिरिक्त कोने के साथ एक त्रिकोण बनाते हैं, " फिलिक बताते हैं।

एक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए क्लस्टर में, हालांकि, सात परमाणु अपने केंद्र में एक परमाणु के साथ एक षट्भुज बनाते हैं। अपरिवर्तित रूप में, एक त्रिभुज के प्रत्येक किनारे पर तीन सोने के परमाणु होते हैं। एक किनारे पर, दो परमाणुओं को दूसरे द्वारा पाला जाता है, जिससे अतिरिक्त कोने बनते हैं। "यह संरचना संभवतः अपरिवर्तित रूप में सोने के परमाणुओं को पसंद करती है, क्योंकि इलेक्ट्रॉनों को इससे बेहतर रूप से निकल सकता है, " फिलिक कहते हैं। प्रदर्शन

अपरिवर्तित नैनोकणों को संरचनात्मक रूप से स्कैन करने के लिए, बर्लिन के वैज्ञानिकों को कई समस्याओं से जूझना पड़ा: "क्लस्टर अस्थिर हैं, आप उन्हें केवल पाउडर के रूप में नहीं खरीद सकते हैं, " फिलिप ग्रुइन, जो बताते हैं कि एक बड़ा है। प्रायोगिक कार्य का एक हिस्सा किया गया था। इसलिए वैज्ञानिकों को उसी उपकरण में सोने के समूहों का उत्पादन करना पड़ता है जिसमें वे कणों के आकार को भी निर्धारित करते हैं। इस प्रयोजन के लिए, वे सोने की छड़ से लेजर बीम के साथ कीमती धातु की छोटी मात्रा का वाष्पीकरण करते हैं। इस तरह, विभिन्न आकारों और आकारों के सोने के समूह बनते हैं।

विधि संयोजन सफलता लाता है

आमतौर पर, रसायनज्ञ एक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर में इस तरह के कण मिश्रण को अलग करते हैं। यह उपकरण शुरू में कणों को आयनित करता है, इसलिए यह उन्हें विद्युत रूप से घुलता है। तब यह उन्हें उनके द्रव्यमान के अनुसार एक विद्युत क्षेत्र में अलग कर देता है, क्योंकि यह क्षेत्र प्रकाश कणों को भारी से तेज कर देता है - यदि दोनों समान आवेश को वहन करते हैं। यदि कण प्रकार की एक बड़ी मात्रा उपलब्ध है, तो इसकी संरचना एक अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर में भी निर्धारित की जा सकती है।

चूंकि बर्लिन के वैज्ञानिक अपरिवर्तित कणों की संरचनाओं को देखना चाहते हैं और केवल बहुत कम कणों का उत्पादन कर सकते हैं, इस प्रक्रिया को खारिज किया जाता है। फिर भी, बर्लिन के वैज्ञानिक दो तरीकों का उपयोग करते हैं, वे केवल एक परिष्कृत तरीके से उन्हें जोड़ते हैं। इससे पहले कि वे कण अव्यवस्था को अलग करते हैं, वे मिश्रण पर कुछ तरंग दैर्ध्य के एक बहुत ही गहन अवरक्त लेजर के साथ आग लगाते हैं और गुच्छों को एक अलग तरीके से अलग करते हैं। कण इतने अधिक कंपन करते हैं कि वे फट जाते हैं।

अवरक्त लेजर के साथ चयन के बाद, शोधकर्ताओं ने द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर के माध्यम से शेष कणों के मिश्रण को भेजा। कणों, जो अवरक्त प्रकाश की एक निश्चित तरंग दैर्ध्य द्वारा उत्साहित और नष्ट हो गए थे, शायद ही बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रम में कोई निशान छोड़ते हैं। तथ्य यह है कि द्रव्यमान स्पेक्ट्रम में एक निश्चित बिंदु पर कुछ गायब है, शोधकर्ताओं ने एक तुलनात्मक प्रयोग के साथ निष्कर्ष निकाला है: वे द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर में सोने के समूहों के मिश्रण को भी अलग करते हैं, जिसे उन्होंने पहले गहन अवरक्त लेजर के साथ विशेष उपचार के अधीन नहीं किया था।

कई तरंग दैर्ध्य पर लेजर बमबारी

एक एकल तरंग दैर्ध्य के लेजर बीम के साथ ऐसा प्रयोग करना बहुत कुछ नहीं करता है। केवल एक पूर्ण दोलन स्पेक्ट्रम एक कण के आकार को प्रकट करता है। "तो हमें इन्फ्रारेड लेजर के लगभग 200 अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर प्रयोग को दोहराना होगा, " फिलिक बताते हैं। यह वैज्ञानिकों के लिए अगली समस्या पैदा करता है: लेजर प्रकाश, जो स्पेक्ट्रम के एक बड़े हिस्से पर पर्याप्त तीव्र होता है, जिससे गुच्छों के फटने का कारण होता है, केवल एक मुक्त-इलेक्ट्रॉन लेजर द्वारा आपूर्ति की जाती है।

इसलिए, बर्लिन के शोधकर्ताओं ने डच Nieuwegein में इन्फ्रारेड एक्सपेरीमेंट्स, फेलिक्स के लिए फ्री इलेक्ट्रॉन लेजर पर सोने के क्लस्टर की संरचना को स्पष्ट किया है। अवरक्त लेजर के विभिन्न तरंग दैर्ध्य में बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमेट्रिक माप से, वे फिर कुछ समूहों के लिए दोलन स्पेक्ट्रम का पुनर्निर्माण करते हैं और फिर उनकी संरचना पढ़ सकते हैं।

अन्य बातों के अलावा, बर्लिन के वैज्ञानिक अपनी जांच का उपयोग कर रहे हैं ताकि उन्हें एपॉक्सीडेशन के लिए एक उत्प्रेरक खोजने में मदद मिल सके - एक तकनीकी रूप से महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया जिसमें रसायनज्ञ एक ऑक्सीजन परमाणु में हाइड्रोकार्बन अणुओं को संलग्न करते हैं। यह अक्सर अधिक जटिल अणुओं के लिए पहला कदम है। क्या अंत में वांछित उत्पाद निकलता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि ऑक्सीजन परमाणु हाइड्रोकार्बन से कहां जुड़ा हुआ है। और यही वह जगह है जहाँ सोने के गुच्छे पायलट के रूप में काम कर सकते हैं।

(एमपीजी, 04.08.2008 - एनपीओ)