Chemiker produzieren Goldpartikel (und Wasserstoff) in Wasser
Entdeckung "ist ein Paradigmenwechsel bei der kontrollierten Herstellung von Materialien unter Verwendung von Wasser, ohne dass weitere Chemikalien erforderlich sind, was zu einer nachhaltigeren Zukunft beiträgt"
In einer überraschenden Entdeckung haben Nanotechnologie-Forscher der Flinders University eine Reihe verschiedener Arten von Gold-Nanopartikeln hergestellt, indem sie die Wasserströmung in einem neuartigen Wirbelstromgerät regulierten - und das ohne den Einsatz giftiger Chemikalien.
Colin Raston, Professor für saubere Technologien an der Flinders University, mit dem von ihm erfundenen Wirbelstromgerät.
Courtesy Flinders University
Die Arbeit des Labors für grüne Chemie an der Bildung von Nanogold führte auch zur Entdeckung einer Kontaktelektrifizierungsreaktion in Wasser in der Vorrichtung - was zur Erzeugung von Wasserstoff und Wasserstoffperoxid führte.
In einem neuen Artikel in der Zeitschrift Small Science arbeiteten australische und ausländische Wissenschaftler an der Entwicklung von Größe und Form von Gold-Nanopartikeln aus verschiedenen VFD-Verarbeitungsparametern und Konzentrationen der Goldchloridlösung.
"Durch diese Forschung haben wir ein neues Phänomen im Vortex Fluidic Device entdeckt. Der Fotokontakt-Elektrifizierungsprozess an der Fest-Flüssig-Grenzfläche, der für andere chemische und biologische Reaktionen genutzt werden könnte", sagt Badriah Mazen B. Alotaibi, Doktorandin bei Flinders und Leiterin der Studie.
"Wir haben auch die Synthese von reinen, unverfälschten Goldnanopartikeln in Wasser in der VFD erreicht, ohne den Einsatz von Chemikalien, die üblicherweise verwendet werden - und damit die Abfallmenge minimiert", sagt Herr Alotaibi.
"Diese Methode ist für die Bildung von Nanomaterialien im Allgemeinen von Bedeutung, da es sich um einen umweltfreundlichen Prozess handelt, der schnell und skalierbar ist und Nanopartikel mit neuen Eigenschaften hervorbringt."
Größe und Form von Goldnanopartikeln sind aufgrund ihrer physikalischen, chemischen und optischen Eigenschaften für eine Reihe von Anwendungen entscheidend - von der Medikamentenverabreichung bis hin zur Katalyse, Sensorik und Elektronik.
Das vor zehn Jahren vom Hauptautor, Professor Colin Raston von der Flinders University, entwickelte Wirbelfluidikgerät ist ein schnell rotierendes, an einem Ende offenes Rohr, in das Flüssigkeiten durch Düsen eingespeist werden. Durch unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten und externe Lichteinwirkung in der Vorrichtung können Partikel nach Wunsch synthetisiert werden.
"Forscher auf der ganzen Welt finden die kontinuierliche Dünnschicht-Fluidikvorrichtung jetzt nützlich, um nachhaltigere Verarbeitungstechniken im Nanomaßstab zu erforschen und zu optimieren", sagt Professor Raston.
"In diesem jüngsten Experiment stellen wir die Hypothese auf, dass die hohen Scherkräfte des VFD zu einem quantenmechanischen Effekt führen, der als Kontaktelektrifizierung bekannt ist, was eine weitere spannende Entwicklung darstellt.
Laut Professor Raston stellt diese Entdeckung "einen Paradigmenwechsel in der kontrollierten Herstellung von Materialien unter Verwendung von Wasser dar, für die keine weiteren Chemikalien erforderlich sind, was zu einer nachhaltigeren Zukunft beiträgt".
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