نانو ذرات طلا

خصوصیات نوری و الکترونیکی نانوذرات طلا تعامل نانوذرات طلا با نور به شدت توسط محیط ، اندازه و ابعاد فیزیکی آنها تعیین می‌شود. میدان‌های الکتریکی نوسانی یک پرتو نوری که در مجاورت یک ذره نانو کلوئیدی منتشر می‌شود با الکترون‌های آزاد تداخل می‌کنند و باعث نوسان هماهنگ بار الکترون می‌شوند که با فرکانس نور مرئی هم‌خوانی دارد. این نوسانات تشدید و به عنوان پلاسمون‌های سطحی شناخته می‌شوند. برای نانوذرات طلای  پراکندگی کوچک (30 نانومتر) ، پدیده رزونانس پلاسمون سطحی باعث جذب نور در قسمت سبز-آبی طیف می شود (450 m nm) در حالی که نور قرمز (700 ~ nm) منعکس می‌شود ، و یک رنگ قرمز به‌دست می‌آورد . با افزایش اندازه ذرات، طول موج جذب مربوط به رزونانس پلاسمون سطحی به طول موج بلندتر و قرمزتر منتقل می شود. سپس نور قرمز جذب شده نور آبی منعکس می شود و محلول‌هایی با رنگ آبی کمرنگ یا بنفش ارائه می‌دهد. رزونانس پلاسمون سطحی را می‌توان با تغییر اندازه یا شکل نانوذرات تنظیم کرد، و منجر به ایجاد ذراتی با خواص نوری متناسب با کاربردهای مختلف می شود. کاربردهای نانوذرات طلا به سرعت در حال رشد است و شامل موارد زیر است: الکترونیک – نانوذرات طلا برای استفاده به عنوان هادی از جوهرهای قابل چاپ تا تراشه‌های الکترونیکی طراحی شده اند:
1. با کوچکتر شدن دنیای الکترونیک ، نانوذرات از اجزای مهم در طراحی تراشه هستند. از نانوذرات طلای در مقیاس نانو برای اتصال مقاومت‌ها، رساناها و سایر عناصر تراشه الکترونیکی استفاده می‌شود.
2. درمان فتودینامیکی – نانوذرات طلای جاذب نزدیک به IR (شامل نانو پوسته‌های طلا و نانوذرات) هنگام تحریک توسط نور در طول موج از 700 تا 800 نانومتر، گرما تولید می‌کنند. این نانوذرات را قادر می‌سازد تا تومورهای هدف را از بین ببرند.
3. هنگامی که نور به تومور حاوی نانوذرات طلا وارد می‌شود ، ذرات به سرعت گرم می‌شوند و سلول‌های تومور را در درمانی که تحت عنوان درمان هایفوتراپی نیز شناخته می‌شود، از بین ‌برند.
4. داردرسانی – عوامل درمانی همچنین می توانند روی سطح نانوذرات طلا پوشانده شوند.
5.نسبت سطح به حجم زیاد نانوذرات طلا باعث می‌شود سطح آنها با صدها مولکول پوشانده شود (از جمله داروهای درمانی، عوامل هدف و ضد رسوب پلیمرها). حسگرها – از نانوذرات طلا در انواع حسگرها استفاده می‌شود. به عنوان مثال، یک حسگر رنگ سنجی مبتنی بر نانوذرات طلا می‌تواند غذاهای مناسب برای مصرف را تشخیص دهد. روش‌های دیگر، مانند طیف سنجی رامان با سطح بالا، از نانو ذرات طلا به عنوان زیرلایه استفاده می‌کنند تا اندازه گیری انرژی ارتعاشی پیوندهای شیمیایی را امکان پذیر کند. این استراتژی همچنین می تواند برای شناسایی پروتئین‌ها، آلاینده‌ها و سایر مولکول‌های فاقد برچسب استفاده شود. Probes – نانوذرات طلا نیز نور را پراکنده می‌کنند و می‌توانند در زیر میکروسکوپ میدان تاریکی مجموعه ای از رنگ‌های جالب را تولید کنند. از رنگ‌های پراکنده نانوذرات طلا در حال حاضر برای کاربردهای تصویربرداری بیولوژیکی استفاده می‌شود.
6. همچنین نانوذرات طلا نسبتاً متراکم هستند، و آنها را به عنوان کاوشگرهای میکروسکوپ الکترونی عبوری مفید می‌کنند. عیب یابی – از نانوذرات طلا همچنین برای تشخیص نشانگرهای زیستی در تشخیص بیماری‌های قلبی ، سرطان‌ها و عوامل عفونی استفاده می‌شود. کاتالیز–نانو ذرات طلا به عنوان کاتالیزور در تعدادی از واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود.
7. سطح یک نانوذره طلا می تواند برای اکسیداسیون انتخابی استفاده شود یا در موارد خاص سطح می تواند واکنش (اکسیدهای نیتروژن) را کاهش دهد. نانوذرات طلا در حال استفاده برای کاربردهای سلول سوختی هستند. این فناوری‌ها می توانند در صنعت خودرو و نمایش مفید باشند.

منابع

1. sa, S.; Redinger, D.; Subramanian, V. Journal of the Electrochemical Society, 2003, 150, G412-417.
2. Stuchinskaya, T.; Moreno, M.; Cook, M. J.; Edwards, D. R.; Russell, D. A. Photochem. Photobiol. Sci., 2011, 10, 822-831
3. Brown, S. D.; Nativo, P.; Smith, J.-A.; Stirling, D.; Edwards, P. R.; Venugopal, B.; Flint, D. J.; Plumb, J. A.; Graham, D.; Wheate, N. J. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 4678-4684.
4. Ali, M. E.; Hashim, U.; Mustafa, S.; Che Man, Y. B.; Islam, Kh. N. Journal of Nanomaterials 2012, 2012, Article ID 103607
5. Perrault, S. D.; Chan, W. C. W. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2010, 107, 11194-11199.
6. Peng, G.; Tisch, U.; Adams, O.; Hakim, M.; Shehada, N.; Broza, Y. Y.; Bilan, S.; Abdah-Bortnyak, R.; Kuten, A.; Haick, H. Nature Nanotech., 2009, 4, 669-673
7. Thompson, D. T. Nano Today, 2007, 2, 40-43