طلا معمولا به‌عنوان یک فلز بی‌اثر شناخته می‌شود ولی هنگامی که در مقیاس نانو تولید می‌شود خواص آن کاملا متفاوت می‌شود و کاربردهای وسیع‌تری پیدا می‌کند. نانوذرات طلا یکی از پرکاربردترین نانوذرات در صنعت هستند زیرا ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند، مانند:
- غیر سمی
- اتصال آسان به دیگر مولکول‌های زیستی
- خواص نوری منحصر به فرد
- خاصیت کاتالیزوری
- شیمی سطح قابل تغییر
- تشدید پلاسمون سطحی(SPR)
لازم به ذکر است که برهمکنش نانوذرات طلا با نور به شدت توسط محیط، اندازه و ابعاد فیزیکی آنها تعیین می‌شود و رزونانس پلاسمون سطحی را می‌توان با تغییر اندازه یا شکل نانوذرات طلا تنظیم کرد که منجر به ایجاد ذرات با خواص نوری مناسب برای کاربردهای مختلف می‌شود.
جالب است که بدانید نانوذرات اورچین طلا دارای خواص نوری منحصر به فردی در مقایسه با نانوذرات طلای کروی با همان قطر هسته هستند.
رنگ‌های نانوذرات طلای monodispersed با اندازه‌های مختلف
شیمی سطح نانوذرات طلا به راحتی قابل تغییر است. با اصلاح سطح، نانوذرات طلا می‌تون از آنها به طور گسترده در کاربردهای شیمیایی، بیولوژیکی، مهندسی و پزشکی استفاده کرد.
نانوذرات طلا کاربرد بسیاری در صنایع و تحقیقات دارند، به عنوان مثال از آنها در صنعت الکترونیک مانند مقاومت‌ها، هادی‌ها و سایر عناصر تراشه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. از طرفی در صنعت خودرو، پیل سوختی و نمایشگر نیز مفید خواهند بود؛ اما هنوز به این صنایع وارد نشده‌اند و درحال توسعه هستند.
همچنین انتقال عوامل درمانی به سلول‌ها توسط نانوذرات طلا موضوع جذابی می‌باشد که دانشمندان روی آن کار می‌کنند. لازم به ذکر است که محققان استفاده از کمپلکس‌های نانوذرات طلا-الیگونوکلئوتیدی را به عنوان عوامل تنظیم کننده ژن درون سلولی برای کنترل بیان پروتئین در سلول‌ها نیز گزارش کرده‌اند.
در ادامه به چند کاربرد نانوذرات طلا می‌پردازیم:
تصویربرداری پزشکی
این مواد در تصویربرداری بیولوژیکی نیز استفاده می‌شوند. این نانوذرات نور را پراکنده می‌کنند و می‌توانند مجموعه‌ای از رنگ‌های جالب را در زیر میکروسکوپ میدان تاریک ایجاد کنند. از آنها در حال حاضر برای کاربردهای تصویربرداری بیولوژیکی و به‌عنوان پروب برای میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نانوذرات طلا در درمان نیز می‌توانند کاربرد داشته باشند، این نانوذرات در طول موج‌های ۷۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر برانگیخته می‌شوند و گرما تولید می‌کنند که این ویژگی آنها را قادر می‌سازد تا در از بین بردن سلول‌های سرطانی با روش گرمادرمانی به کاربرده شوند که درحال حاضر دانشمندان در حال بررسی آن هستند.
تشخیص
این مواد به طور گسترده‌ای برای تشخیص به کار گرفته شده‌اند و شاهد استفاده روزافزون آنها در حوزه درمانی هستیم. آنها به آسانی با بخش‌های شناسایی مانند آنتی بادی‌ها یا الیگونوکلئوتیدها برای تشخیص بیومولکول‌های هدف ترکیب می‌شوند که امکان تشخیص بیماری‌هایی مانند سرطان را فراهم می‌کند.
آنها در کیت‌های تشخیص اعتیاد و بارداری کاربرد دارند؛ به این صورت که آنتی‌بادی‌ها روی نانوذرات قرار می‌گیرند و از این طریق تشخیص انجام می‌شود.
جوهرهای رسانا
از این نانوذرات در تولید جوهرهای رسانا برای الکترونیک چاپی استفاده می‌شود. این جوهرها برای چاپ مدارهای الکتریکی بر روی بسترهای مختلف از جمله مواد انعطاف پذیر مانند کاغذ یا پلاستیک استفاده می‌شود. رسانایی و پایداری بالای این نانوذرات، آنها را برای این کاربرد ایده‌آل کرده است. برای دریافت اطلاعات بیشتر درباره این جوهرها کلیک نمایید
حسگرها
این نانوذرات به دلیل مساحت سطح بالا و حساسیت به تغییرات محیط اطراف خود به طور گسترده در توسعه حسگرها استفاده می‌شوند. آنها را می‌توان در حسگرهای گاز، حسگرهای زیستی و حسگرهای شیمیایی استفاده کرد.
به عنوان مثال، حسگرهای مبتنی بر این ترکیبات می‌توانند مواد شیمیایی را در غلظت‌های بسیار پایین شناسایی کنند و در پایش محیطی و تشخیص‌های پزشکی مفید باشند.
ذخیره سازی داده‌ها
تحقیقات در مورد استفاده از نانوذرات طلا برای high-density data storage systems ادامه دارد. توانایی آنها برای تغییر ویژگی‌ها بر اساس اندازه و چیدمان، پتانسیلی برای توسعه انواع جدیدی از دستگاه‌های ذخیره‌سازی حافظه که فشرده‌تر و کارآمدتر هستند، ارائه می‌دهد.
کاربردهای زیست محیطی
در نظارت بر محیط زیست و تلاش‌های اصلاحی مانند تشخیص آلاینده‌ها استفاده می‌شوند. حسگرهای حاوی این نانوذرات می‌توانند آلاینده‌های مختلف بیولوژیکی و شیمیایی را شناسایی کرده و تشخیص سریع و با حساسیت بالا را ارائه دهند
نانوذرات طلا به‌عنوان کاتالیزور در واکنش‌های شیمیایی مختلف استفاده می‌شوند و شیوه‌های شیمی سبز را ترویج می‌دهند. آنها می‌توانند واکنش‌ها را در دماهای پایین‌تر و با گزینش‌پذیری بالاتر کاتالیز کنند، نیاز به مواد شیمیایی را کاهش دهند و ضایعات را به حداقل برسانند.
کیت تشخیص سریع با نانوذرات طلا
سنتز نانوذرات طلا
معمولا از دو روش برای سنتز این نانوذرات استفاده می‌شود:
- استفاده از سدیم سیترات به عنوان احیاکننده
- استفاده از سدیم بورهیدرات به عنوان احیاکننده
در این جا سنتز این نوع از نانوذرات با استفاده از سدیم سیترات را به طور مختصر با هم مرور می‌کنیم:
- تمام ظروفی را که طی سنتز به آن نیاز داریم با اسیدکلریدریک شست و شو می‌دهیم.
- نمک طلا را وزن می‌کنیم (مثلا 0.03گرم) و همراه با آب مقطر داخل بشر می‌ریزیم.
- به بشر حاوی آب مقطر و نمک طلا، 3میکرولیتر محلول سدیم سیترات اضافه می‌کنیم.
- بشر را روی هیتر استیرر قرار می‌دهیم تا به جوش بیاید، در این مرحله شاهد تغییر رنگ محلول به طیفی از قرمز هستیم که نشانگر نانوذرات طلا می‌باشد.
سنتز نانوذرات طلا
نانوذرات طلا به دلیل پتانسیل بالایی که در طیف گسترده‌ای از کاربردها، از مراقبت‌های بهداشتی گرفته تا علوم زیست محیطی و الکترونیک دارند، کانون تحقیقات گسترده‌ای هستند. خواص منحصر به فرد و تطبیق پذیری آنها باعث شده است که به موضوعی بسیار مورد توجه در فناوری نانو و علم مواد تبدیل شوند.
با AMINBIC به روز باشید.
تهییه و تنظیم از:
- زهرا شکری زاده
- مهسا سبزی خباز
