Nature China:納米金的未來

時間:2017-05-19 來源:網絡 作者:佚名 收藏到我的收藏夾
簡介: 在人類開采的黃金中,有半數都被用來制作珠寶,還有很大一部分被用于制作金塊和金幣幾千年來,我們都在用這種方式利用黃金。但最近,研究者也在實驗在技術和醫療領域使用微量的黃金。未來,

   在人類開采的黃金中,有半數都被用來制作珠寶,還有很大一部分被用于制作金塊和金幣幾千年來,我們都在用這種方式利用黃金。但最近,研究者也在實驗在技術和醫療領域使用微量的黃金。未來,你或許能喝到用黃金凈化的水,用含有黃金的太陽能電池板為家中供暖,或是服用黃金藥物。由于它的惰性,黃金很適合制作手表、戒指和硬幣。黃金幾乎不與氧氣反應,因此始終閃閃發亮,從化學角度上來看,黃金其實是種相當無聊的金屬,但如果把它放大到納米尺度,黃金就變得有趣多了。

這個金納米粒子只有病毒大小,在這一尺度上,操縱和利用黃金的表面性質都相對容易。舉例來說,藥物分子可以在硫原子的幫助下結合在金納米粒子表面,納米金能與硫原子形成共價鍵。然后將藥物遞送到人體所需的位置。惰性金是一種優質的遞送載體,因為它不會與人體中的其他分子反應。再放大一點,在這一尺度下,可以用金納米粒子來利用光與物質之間的一種特殊作用。由于黃金是金屬,它含有自由電子,如果使用了波長合適的光線,這些電子就能在同一頻率共振,這種特殊效應名叫表面等離子共振,可以將金納米粒子變成精確度極高的腫瘤殺手。

這些杠狀的納米粒子表面連接著抗體,使它們只與腫瘤細胞,而不與健康的細胞結合。在腫瘤中聚集了足夠多的納米粒子后,再用紅外光讓電子產生共振,來自共振的能量擴散到周圍環境的熱量中。驟然上升的溫度便會殺死腫瘤細胞。但金納米離子的的用途不僅于此,大小稍有不同的金納米粒子會吸收波長略微相異的光線。因此,通過聚集大小不同的納米粒子,人們或許能制作出可以吸收更多陽光的太陽能電池。科學家們正在試驗這一方法,作為提高太陽能電池效率的一種途徑,在極小的尺度下,黃金甚至會變得更加怪異。

表面原子的比例增加,其電子和結構性質也會發生改變,這讓化學家對黃金產生了興趣,因為它現在能與其他物質發生反應了。事實上,微小的黃金顆粒是十分優秀的催化劑。比如,含有10個原子左右的黃金團簇就能將一氧化碳專為二氧化碳,就像鉑或是汽車上的催化轉化器一樣。科學

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