离子迁移质谱仪:几秒内描绘雅努斯纳米粒子结构
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随着科技的发展,纳米技术也逐渐被人们应用,并受到人们的青睐。而被应用最多的就是纳米粒子。不过一类由两半球面组成且具有两种截然不同化学性质的纳米粒子——雅努斯(Janus)纳米粒子给科学家出了个大难题,让科学家十分伤神。
雅努斯纳米粒子由于其自身的特殊结构,能够合成新的材料,拥有众多潜能,应用前景十分广泛。无论是在医学的药物传递领域,还是在太阳能电池新能源领域,无论是在工业催化剂领域还是例如视频播放器等电子数码产品领域,雅努斯纳米粒子的应用潜能让科学家兴奋不已。
由于小于10纳米雅努斯粒子更能发挥潜力,可以当作药物递送的工具,因此被十分看好。但是想要绘制出这些小于10纳米雅努斯粒子的表面结构,则十分困难,让制备也有受到了挑战。虽然扫描电子显微镜一直被用来绘制雅努斯粒子的表面结构,但是只限于10纳米以上的粒子。X射线晶体摄影术可以被用来分析小于10纳米的粒子,但是几个月才能获得一个结构图,要花费大量的时间。
可是不能精确描绘出雅努斯纳米粒子的表面结构和化学属性,就无法对其应用效果进行评价,也无法提升制备方法。这给科学家出了一个很大的难题。不过近日这个难题,被美国范德堡大学的科学家攻克了。
他们利用离子迁移质谱仪,开发出了一种新的方法,可以快速描绘出雅努斯纳米粒子的化学属性。他们将涂有不同化合物的金纳米粒子分裂成原子团,然后利用离子迁移质谱仪得出最后的图样,并进行研究和分析,对这些纳米粒子进行辨别。比起X射线晶体摄影术,离子迁移质谱仪几秒钟就能描绘出纳米粒子的结构和化学属性,这项新技术让科学家们十分兴奋。