Работа 1. Cинтез и оптические свойства водных растворов наночастиц золота

Нанотехнология – это качественный скачок от работы с веществом к манипуляции отдельными атомами: в наноразмерном состоянии изменяются многие механические, термодинамические, магнитные и электрические характеристики. Например, наночастицы золота, в отличие от объёмного золота, обладают каталитическими, ферромагнитными, настраиваемыми оптическими свойствами, способностью к самосборке. Они хорошо поглощают и рассеивают свет, нетоксичны, химически стабильны, биосовместимы. Их интенсивная окраска уже используется для детектирования, визуализации и количественного определения биомедицинских объектов [1-7]. Золотые наночастицы перспективны для создания целого спектра приборов – от средств диагностики до различных сенсоров, волоконной оптики и компьютерных наносхем [8-9]. Благодаря указанным свойствам наночастицы золота могут играть роль удобного, легко доступного, универсального модельного объекта для ознакомления с основными методами и понятиями нанонауки.

Цель работы: синтезировать в водном растворе сферические наночастицы золота и исследовать их свойства в качестве электролитного сенсора, ознакомиться с основными понятиями метода абсорбционной спектроскопии и изучить оптические свойства растворов синтезированных наночастиц.

Применяемое оборудование: магнитная мешалка с подогревом MR Hei-Standard, спектрофотометр Т-70+.

Стеклянная химическая посуда: термостойкий стаканчик на 100 мл, стаканчик на 50 мл – 2 шт., пипетки на 2 и 5 мл, стеклянный пузырек с крышкой на 50 мл, пробирки – 4 шт., магнитик в термостойкой оболочке.

Растворы: дистиллированная вода, 0,001 М раствор HAuCl₄, 1%-ный раствор цитрата натрия (Na₃C₆H₅O₇), 1М раствор NaCl, 1М раствор сахара.

Подготовка к выполнению лабораторной работы: ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с химическими реактивами; освоить правила и технику безопасной работы с магнитной мешалкой с подогревом (100⁰ С) (см. инструкцию!!!); изучить принцип устройства спектрофотометра и правила работы на нем (см. инструкцию!!!); освоить правила использования компьютерной программы для расчета размера частиц (см. описание), изучить разделы, рекомендованные в библиографическом списке.

Библиографический список

1.Дыкман Л.А., Богатырев В.А., Щеголев С.Ю., Хлебцов Н.Г. Золотые наночастицы: Синтез, свойства и биомедицинские применения. М.: Наука, 2008. – 318 с.

2.Евдокимов Ю.М., Сычов В.В.//Успехи химии 2008, 2, 194-206.

3.Крутяков Ю.А., Кудринский А.В., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. // Успехи химии 2008, 77(3), 242-265.

4.Губин С.П., Юрков Г.Ю., Катаева Н.А. Наночастицы благородных металлов и материалы на их основе. М.: ООО «Азбука-2000», 2006, 156 с.

5.Хлебцов Н.Г., Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Щеголев С.Ю. // Российские нанотехнологии 2007 2, № 3-4, 69-86.

6.Murphy C. J., Sau T. K., Gole A. M., Orendorff C. J., Gao J., Gou L., Hunyadi S. E., Li T. // J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13857-13870.

7.Quan-Yu Cai, Sun Hee Kim, Kyu Sil Choi, Soo Yeon Kim, Seung Jae Byun, Kyoung Woo Kim, Seong Hoon Park, Seon Kwan Juhng, Kwon-Ha Yoon // Invest. Radiol. 2007, 42, 797–806.

8.Grieshaber D., MacKenzie R., Voros J., Reimhult E. // Sensors 2008, 8, 1400-1458.

9.Daniel Huang, Frank Liao, Steven Molesa, David Redinger, Vivek Subramanianb // Journal of The Electrochemical Society, 150 (7) G412-G417 (2003).

10.Pong B.K., Elim H. I., Jian-Xiong Chong, Wei Ji, Bernhardt L. Trout, Jim-Yang Lee // J. Phys. Chem. C, 2007, 111 (17), 6281 -628.

11.Whetten R. L., Khoury J. T, Alvarez M. M., Srihari Mu&y, Vezmar I., Wang Z. L., Stephens P. W., Cleveland C. L., Luedtke W. D., Landman U. // Adv. Mater. 1996, 8, 5, 428-433.

12.McFarland A.D., Haynes C.L., Mirkin C. A., Van Duyne R.P., Godwin H. A. //J. Chem. Ed. 2004, 544A, 81, 4, www.JCE.DivCHED.org

13.Liz-Marzan L. M. // materialstoday 2004, February, 26-31.

14.Rayford II C. E., Schatz G., Shuford K. // Nanoscape 27, Spring 2005, Volume 2, Issue 1.