Неа фанининг республикамизда жорий қилинаётган илғор технологиялари ва уларни ривожлантиришдаги ахамияти

19-§ Oltin nanozarralaring sintezi


Oltin nanozarralarini kimyoviy sintez qilish uchun “namlash usulli”ning avzalligi oksidlanish-qaytalanish reyaksiyasi qo’llaniladi. Bu reyaksiya oksidlanish qaytalanishga mos keladi. Odatda kirishma modda sifatida tetraxloraur kisllatasi – HAuCl₄nH₂O qo’llaniladi (tiklovchi). Qaytalanuvchi har hil reagentlar: vodarod va vodarodli bog’lar (masalan, tetragidroboratlar), fosfor xloristoe olova, sitrat natriya, gidrozin, spirtlar, etilenglikol, kraxmal, glyukoza, askorbinovaya kislota va boshqalar boladi (tiklovchi). Qaytalangan stabillovchi organik modda ishtrokida o’tkaziladi – ligand, nanozarralarni ajrata oluvchi xususiyatlari
Ushbu ishda oltinning nanozarrasini sintez qilishda sitrat metodi qo’llaniladi. Bu metodning farqli tarafi shundaki, bunda sitrat-onion bir vaqitning o’zida muvozanatlovchi va tiklovchi vosita sifatida o’zini namoyon qiladi, shuning uchun bu ionning konsentratsiyasi kritik ro’l o’ynayd: uning o’zgarishi bir vaqitning o’zida ham muvozanat tezligi va zarraning o’sish prosesiga ta’sir qiladi. Bundan tashqari reyaksiya natijasida aralashma sitrat-onion okislenyasi – otsetonkarbon va itokon kislatalari paydo bo’ladi.
Ushbu kislotalarning aralashmada mavjudligi yana qo’shimcha tozalash zaruratini keltirib chiqarishi mumkin. Sintez jarayonida reyaksiya aralashma rangi o’zgaradi. Birinchidan ionning AuCl₄ sust sarg’ish rangi yo’qoladi, va aralashma to’q ko’k ranga kiradi, keyinchalik binafsha va ohirida qizg’ish ranga.
Aralashma rangining o’zgarishi sistemaning strukturaviy o’zgarishi oqibatidir. Elektron mikrasko’piya metodidan shuni ko’rish mumkunki sitrat qo’shilgandan so’ng tusga kirgan aralashma o’zida 3-5 nm duyametrda oltin nanoklasterlarini tashkil etadi. (19.1 a – rasm) [10]. Toq ko’k aralashmada 5 nm diyametrli nanosimlarni murakkab strukturasi paydo bo’ladi (19.1, b - rasm). Yo’q binafsha ranga kirgan jarayonda nanosimlarning asosiy nuqtasi yoyilishi natijasida uncha katta bo’lmagan segmentlar paydo bo’ladi (19.1, c – rasm). Qachon aralashma (ribino) qizgish ranga kirganda oltin nanosferalari paydo bo’ladi (19.1, f - rasm).
Birlamchi nanoklasterlar singari o’zi yig’iluvchi chiziqli nanozanjir tashkil qiladimi? Eksperementlar xulosasiga ko’ra birlamchi nanoklasterlar geyometriyasi kesishgan oktoedrik ko’rinishida bo’lib aniq yupqa chegaralariga egadir [11]. Shunday gepoteza mavjudki, chiziqli ko’rinishga ushbu nanozarralarning chegaralari qo’shilishi natijasida vujudga keladi oktoedrlarning burchakli tashqi ko’rinishi chegaralarning tomomila qo’shilishini oldini oladi. Ushbu cheklanish chiziqli strukturaning vujudga kelishining asosidir.

Jarayon borishi mobaynida nanozanjir qalinlashib va diyametri 8 nmga yaqinlashganda sistema barqarorligini yoqotib fregmentlarga ajrala boshlaydi. Bunga AuCl₄ ioni kansentratsiyasi kamayib, sitrat-ioni o’z dominantligini o’rnatadi.

19.1-rasm. Elektronmikraskop yordamida olingan oltin nanozarralaring har xil bosqichlarda olinishi

19.2-rasm. Ikkita yonma-yon chegaralarning qo’shilishi sterik tuzilishligi bilan bartaraf etiladi

Ular nanozarralarni qoplab manfiyligini oshiradi bu o’z navbatida kuchli itaruvchanlik effektini uyg’otib chiziqli struktura yemirilib orniga sferik shakilga olib keladi, lekin bu holat tamomila oxiriga yetishi uchun hona haroratida 10-15 daqiqa ushlab turish kerak. (19.3-rasm) da oltindagi zolning tuzilish shemasi ko’rsatilgan.

19.3 – rasm. Chap tarafda: 13 nm diyametrli oltin nanozarrasining mikrosirati ko’rsatilgan. O’ngda: oltin nanozarrasining tashqi ilyustratsiyasi ko’rsatilgan. Har bitta nanozarra 500000 Au atomlaridan tashkil topgan. Sitrat-onionlari nanozarra ustini qoplaydi