Electrically controlled nanoparticle synthesis inside nanopores.
Electrically controlled nanoparticle synthesis inside nanopores.
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DOI：
10.1021/nl303576q
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发表时间：
2013-02-13
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Drndić M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Venta K;Wanunu M;Drndić M
从十多年前的实现开始，氮化硅膜中的纳米孔已经允许许多基于传输的单分子测量。在这里，我们报告使用这些nanopores subzeptoliter混合体积的控制合成的金属纳米粒子。通过施加在纳米孔膜上的电场来控制和监测颗粒合成，所述纳米孔膜被定位成分离金属前体和还原剂的电解质溶液。当电场将反应性离子驱动到纳米孔时，观察到离子电流的特征性下降，表明纳米孔内形成了纳米颗粒。虽然传统的化学合成依赖于温度和时间来监测颗粒生长，但在这里，我们通过监测电流来观察它的真实的时间。我们描述了金颗粒形成在亚10纳米直径的氮化硅孔的动力学和盐浓度和添加剂上的颗粒的形状和尺寸的影响。在纳米孔中的颗粒形成期间的电流与时间的信号与理查兹生长曲线非常一致，表明访问受限的生长机制。
From their realization just over a decade ago, nanopores in silicon nitride membranes have allowed numerous transport-based single-molecule measurements. Here we report the use of these nanopores as subzeptoliter mixing volumes for the controlled synthesis of metal nanoparticles. Particle synthesis is controlled and monitored through an electric field applied across the nanopore membrane, which is positioned so as to separate electrolyte solutions of a metal precursor and a reducing agent. When the electric field drives reactive ions to the nanopore, a characteristic drop in the ion current is observed, indicating the formation of a nanoparticle inside the nanopore. While traditional chemical synthesis relies on temperature and timing to monitor particle growth, here we observe it in real time by monitoring electrical current. We describe the dynamics of gold particle formation in sub-10 nm diameter silicon nitride pores and the effects of salt concentration and additives on the particle’s shape and size. The current versus time signal during particle formation in the nanopore is in excellent agreement with the Richards growth curve, indicating an access-limited growth mechanism.
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