當前金屬納米顆粒的研究難點總結
金屬納米顆粒是尺寸在1-100納米的金屬原子聚集體,比光的波長還小。因其尺寸小,會產生量子限域效應,增加或減少金屬原子數目會造成其結構、電子和光學性質的**改變。因此,與宏觀金屬材料不同,金屬納米顆粒的尺寸、形貌以及元素分布決定其力學行為、表面吸附、運輸、催化活性和光電性質。
尺寸均勻性一直是納米顆粒合成的問題,因為它對于系統生產具有均勻物理化學性質的納米顆粒至關重要。
自從2007年得到Au102(SR)44的晶體合成和表征以來,納米科學領域在1-3納米范圍內的不同尺寸的金屬納米顆粒的合成方面取得了重大進展。但由于合成方法困難及產量低,如何大規模合成同時具有原子數和特定結構的金屬納米顆粒,目前仍是一個挑戰性的課題。比如,目前生產的金納米顆粒有10納米左右的尺寸分散度(圖1)
另一方面,納米科學領域關注的焦點正在從尺寸和形狀均勻的單組分納米顆粒轉向具有增強性能和多功能性的多組分納米顆粒,合成反應的復雜性的增加迫切需要對納米顆粒的“生長機制”具有深入的研究。
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