Недавно была разработана методика синтеза наночастиц серебра, которые изменяют свою форму под воздействием света. В данной статье авторы представляют систематическое исследование возможности быстро и обратимо изменять форму частицы от круга до треугольника.

Целью данной публикации является объяснение механизма этих превращений. В ходе работы авторы исследовали поведение раствора в котором находились наночастицы серебра, ионы серебра и анионы лимонной кислоты под действием света. В этой методике важную роль играет использование цитрата. Цитрат необходим для достижения двух целей.

• Во-первых, он абсорбируется на наночастицах серебра, препятствуя образованию агломератов этих частиц.
• Во-вторых, цитрат участвует в фотохимической реакции, в результате которой происходит восстановление серебра на по поверхности наночастицы. При этом протекает следующая фотохимическая реакция:

Citrate + 2 Ag⁺ = acetone-1,3-dicarboxylate + CO₂ + H⁺ + 2Ag

Рис. 1. Изменение формы наночастиц серебра под действием света.

Вначале наночастицы серебра имели форму дисков. Воздействуя на частицы светом от 2 до 16 минут, авторы получали частицы треугольной формы. На рис. 1 представлены фотографии просвечивающего электронного микроскопа, иллюстрирующие изменение формы частиц с увеличением времени облучения. С полученных наночастиц различной формы авторы снимали спектры поглощения в ультрафиолетовом и видимом диапазонах. На рис. 2 представлены эти спектры. Мы видим, что происходит смещение максимума от 546 до 592 нм. Этот максимум появляется вследствие возникновения диполь плазмонного взаимодействия. На врезке представлена зависимость размера частицы от длины максимума длины волны поглощения. Рис. 3 иллюстрирует механизм роста треугольников. Цитрат селективно абсорбируется на грани, препятствуя её дальнейшему росту. Процесс роста наночастиц полностью подчиняется закономерностям роста кристаллов симметрии fcc.

Рис. 2. Спектры поглощения наночастиц серебра различной формы.

Рис. 3. Механизм роста наночастиц серебра.

Результаты исследований опубликованы в статье:

George P. Lee, Lindsey J. Bignell, Tony C. Romeo, Joselito M. Razal, Roderick L. Shepherd, Jun Chen, Andrew I. Minett, Peter C. Innis and Gordon G. Wallace The citrate-mediated shape evolution of transforming photomorphic silver nanoparticles. – Chem. Commun. – 2010. – V.46. – P. 7807–7809. – DOI: 10.1039/C0CC02580A.