Ученые предложили еще одно применение наночастиц из золота

Схематическое изображение процесса парообразования вокруг металлической наночастицы в жидкости, а также параметры образующихся пузырьков. (кликните картинку для увеличения)

Схематическое изображение процесса парообразования вокруг металлической наночастицы в жидкости, а также параметры образующихся пузырьков. (кликните картинку для увеличения)

15.04.2013 (10:04)
Просмотров: 2418
Рейтинг: 2.00
Голосов: 2

Теги:
золото, наночастица, вода,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Не так давно группа ученых из США обнаружила, что металлические наночастицы эффективно испаряют воду, если на них направить сфокусированные пучки солнечного света. Новые эксперименты команды, проведенные совместно с коллегами из Нидерландов, Испании и Китая, пролили свет на механизмы, лежащие в основе обнаруженного ранее явления, которое может быть перспективным с точки зрения целого ряда практических техник, в частности, для стерилизации медицинских инструментов, а также очистки и перегонки воды.

Известно, что металлы поглощают свет за счет плазмонного резонанса (связанного с коллективным движением электронов проводимости), причем, в наночастицах это явление приводит к крайне эффективному поглощению. Ранее, основываясь на этой идее, команда ученых из Rice University (США) обнаружила, что наночастицы золота, помещенные в жидкость, могут поглощать до 80% энергии солнечного света, испаряя при этом окружающую их жидкость. Стоит отметить, что данное явление происходит даже при низком уровне излучения, соответственно, оно имеет перспективы широчайшего практического применения.

В ходе экспериментов было выявлено, что свет нагревает золотые наночастицы, в результате чего и происходит испарение. Что интересно, вокруг каждой частицы в ходе испарения образуется паровой слой, которые изолирует ее от окружающей жидкости, в результате чего температура наночастицы резко повышается. Повышение температуры вызывает расширение парового слоя. Процесс увеличения объема пара продолжается до некого стационарного состояния, в котором охлаждение (и уменьшение объема пара) за счет окружающей жидкости уравновешивается процессом парообразования. Причем, толщину результирующего слоя пара можно измерить с помощью наблюдения сдвига частоты плазмонного резонанса наночастиц и измерения его температуры.

В рамках новой исследовательской работы, американская группа совместно с коллегами из FOM Institute (Нидерланды), CSIC (Испания) и State Key Lab for Mesoscopic Physics at Peking University (Китай) использовали технику, известную, как «метод темного поля», для измерения, как именно смещается частота поверхностного плазмонного резонанса, когда наночастицы подвергаются воздействию сфокусированных солнечных лучей или лазера. Новая техника позволила измерить целый набор параметров, в частности: радиус нанопузырьков, образующихся у поверхности наночастиц под воздействием света, а также внутреннее давление и температуру поверхности наночастиц, в зависимости от интенсивности падающего света.

Как отчитались ученые в журнале Nano Letters, проведенные эксперименты дают подробную картину того, как наночастицы производят пар под воздействием света. По их мнению, данная информация будет иметь важное значение для оптимизации и дальнейшего развития техник, построенных на данном процессе. В ближайшее время научная группа планирует исследовать наночастицы, сделанные из других металлов, чтобы убедиться, что они позволяют производить пар столь же эффективно. Одновременно они работают над оптимизацией формы и структуры наночастиц под нужды этого процесса.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100