納米粒子新特性挑戰(zhàn)經(jīng)典理論

日前，中科院固體物理研究所研究員伍志鯤帶領(lǐng)的小組對納米粒子的特異化學(xué)性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)硫醇保護(hù)的超小金和銀納米粒子具有反伽伐尼還原特性。這一發(fā)現(xiàn)不但對經(jīng)典理論提出挑戰(zhàn)，還為特殊納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及性能的調(diào)控提供了一種簡便的方法。

據(jù)研究人員介紹，以意大利科學(xué)家Luigi Galvani名字命名的伽伐尼還原，是一個(gè)經(jīng)典的化學(xué)反應(yīng)：電化學(xué)相對活潑的金屬能把相對不活潑的金屬從離子狀態(tài)還原出來，而其逆過程——不活潑金屬把較活潑金屬從離子狀態(tài)還原出來——是不自發(fā)的。舉例來說，金屬Cu可以還原Ag+，而金屬Ag不能把Cu2+還原成Cu。

這個(gè)規(guī)律從發(fā)現(xiàn)至今大約有200年歷史，一直未受到公開懷疑和挑戰(zhàn)，即使在“納米熱”的今天，在納米尺寸范圍內(nèi)，也沒有遭到異議。這個(gè)反應(yīng)除了在腐蝕、電鍍等生產(chǎn)生活中得到廣泛應(yīng)用，在納米科學(xué)技術(shù)上也獲得特別關(guān)注，并被廣泛用于構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)或調(diào)控納米結(jié)構(gòu)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

然而，伍志鯤小組認(rèn)為，當(dāng)金屬小于一定尺寸時(shí)，由于表面電子的富集，反伽伐尼還原也是可能的，即不活潑金屬把較活潑金屬從離子狀態(tài)還原出來。他們選取金和銀進(jìn)行了試驗(yàn)，并通過質(zhì)譜、光電子能譜等手段證明了他們的推測。舉例來說，當(dāng)金的尺寸足夠小時(shí)，能將銀離子和銅離子很方便地還原成零價(jià)金屬。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)以通訊形式投稿至化學(xué)類權(quán)威雜志德國《應(yīng)用化學(xué)》后，迅速被接受，并受到評審人的高度評價(jià)。目前，這項(xiàng)工作已正式發(fā)表。

據(jù)了解，此項(xiàng)工作的后續(xù)研究正在進(jìn)行中，結(jié)果將有助于進(jìn)一步理解這一反常發(fā)現(xiàn)的機(jī)理。

來源：中國科學(xué)報(bào) 作者：張楠

　　版權(quán)及免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時(shí)須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點(diǎn)和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀