محققان برای تولید طلا و نقره از نانو سلولز استفاده می کنند

هنگامی که نانوسلولز با انواع مختلف نانوذرات فلزی ترکیب می شود، موادی با خواص جدید تشکیل می‌شود که ممکن است ضد باکتری باشند، تحت فشار تغییر رنگ دهند یا نور را به گرما تبدیل کنند.

دانیل آیلی، دانشیار بخش بیوفیزیک و مهندسی زیستی در دانشگاه لینشوپینگ، می گوید: به بیان ساده، ما از نانوسلولز طلا می سازیم.

این گروه تحقیقاتی به سرپرستی دانیل آیلی، از نانوسلولز بیوسنتزی که توسط باکتری ها تولید شده و در اصل برای مراقبت از زخم ساخته شده است، استفاده کرده است.

دانشمندان سرانجام سلولز را با نانوذرات فلزی که عمدتاً نقره و طلا هستند، تزئین کردند.

این ذرات که بزرگتر از چند میلیاردم متر نیستند، ابتدا به گونه ای طراحی می شوند که اول خواص مورد نظر را به آنها بدهند و سپس با نانوسلولز ترکیب می شوند.

دانیل آیلی توضیح می دهد که: نانوسلولز از رشته‌های نازک سلولز به قطر تقریباً یک هزارم قطر موی انسان تشکیل شده است که این نخ‌ها به‌عنوان داربست سه‌بعدی برای ذرات فلز عمل می‌کنند سپس زمانی که ذرات خود را به سلولز می‌چسبانند، ماده‌ای تشکیل می‌شود که از شبکه ای از ذرات و سلولز تشکیل شده است.

محققان می‌توانند با دقت بالا تعداد ذرات و هویت آنها را تعیین کنند وهمچنین آنها می توانند ذرات فلزات مختلف و با اشکال مختلف: کروی، بیضوی و مثلثی را مخلوط کنند.

در نهایت ماده، با افزایش فشار به عنوان طلا ظاهر میشود.

در بخش اول یک مقاله علمی منتشر شده در Advanced Functional Materials که این گروه فرآیند را شرح می‌دهد و توضیح می‌دهد که چرا به همین شکل عمل می‌کند، سپس در بخش دوم بر چندین حوزه کاربردی تمرکز دارد.

یکی از پدیده های مهیج، روشی است که در آن خواص مواد در هنگام اعمال فشار تغییر می کند. پدیده‌های نوری زمانی به وجود می‌آیند که ذرات به یکدیگر نزدیک می‌شوند و با یکدیگر تعامل می‌کنند،  سپس ماده تغییر رنگ می‌دهد که با افزایش فشار، ماده در نهایت طلا به نظر می رسد.

دانیل آیلی می گوید: وقتی مواد را با موچین برداشتیم، دیدیم که رنگ آن تغییر کرد و در ابتدا نتوانستیم دلیل آن را بفهمیم.

دانشمندان نام این پدیده را “اثر مکانوپلاسمونیک” گذاشته اند ومشخص شده است که بسیار مفید است. این عمل یک کاربرد نزدیک مرتبط با سنسورها است، زیرا خواندن سنسور با چشم غیر مسلح امکان پذیر است، برای مثال: اگر پروتئینی به ماده بچسبد، وقتی تحت فشار قرار می گیرد دیگر تغییر رنگ نمی‌دهد. اگر پروتئین،  نشانگر یک بیماری خاص باشد، می توان از عدم تغییر رنگ در تشخیص استفاده کرد واگر رنگ ماده تغییر کند، پروتئین نشانگر وجود ندارد.

یکی دیگر از پدیده های جالب، توسط گونه ای از مواد نمایش داده می شود که نور را از طیف وسیع‌تری از نور مرئی جذب می کند و گرما تولید می کند، این ویژگی هم برای کاربردهای مبتنی بر انرژی و هم در پزشکی قابل استفاده است.

در نتیجه: این روش امکان ساخت کامپوزیت‌های نانوسلولز و نانوذرات فلزی را فراهم می‌کند که مواد نرم و زیست‌سازگار برای کاربردهای نوری، کاتالیزوری، الکتریکی و زیست‌پزشکی هستند و از آنجایی که این ماده خود مونتاژ می‌شود، می‌توانیم مواد پیچیده با خواص کاملاً جدید و کاملاً تعریف شده تولید کنیم.

بیشتر بدانید: طلای سبک وزن 18 عیار ساخته شده از پلاستیک

مطلب مفید: درک اثرات زیست محیطی نانوذرات نقره به واسطه شکل و شیمی سطح

تاریخ: 1403/7/9

مهسا نعمتی