化學家構建首個納米粒子圖書館

圖片來源：Peng-Cheng Chen 等

　　眾所周知，納米粒子經常表現出與常見大尺度物質不同的性質，應用領域也大相徑庭。例如，金納米粒子可以催化化學反應，而普通的金塊卻不能。基于半導體的納米粒子僅通過尺寸的細小變化即可發射出不同顏色的光，而普通的半導體卻無法做到。

　　鑒于此，科學家想出了無數方法合成納米粒子（如圖）。然而，一直以來，他們并沒有提出在納米尺度組合多種元素并進行測試的系統方法。近日，研究人員在《科學》雜志報告稱，他們合成出了由5種金屬不同組合的納米粒子，堪稱納米粒子“圖書館”。

　　該研究小組利用原子力顯微鏡的超小尖端作為羽毛筆，沾取5種不同的聚合物墨水。每種墨水各含有金、銀、銅、鎳或鈷的金屬離子。在平整基體上輕擦一滴不同的聚合物墨水后，研究人員利用兩種獨立的熱處理方式固化納米粒子。

　　首先，在較低溫度下，科學家把金屬離子從墨水中提取出來。第二步，在較高溫度下，蒸發掉墨水得到固態納米粒子。最終，研究人員成功制得了5種金屬的全部31種組合方式的納米粒子。目前，科學家正在測試這些粒子的光學、電學和催化特性，希望引領納米技術新突破。

　　多金屬納米微粒用途廣泛，包括催化、表面等離子體激元學、生物成像等。在催化等領域，多金屬納米粒子往往性能優于各自的純組分納米粒子。但是目前并沒有一個有效的策略合成這種結構的“圖書館”，以供化學家通過系統和定位的方法進行探索。