نانو ذرات طلا (AuNPs) چیست؟ کاربرد و خواص نانو ذرات طلا
نانوذرات طلا با خلوص بالا و اندازه ذرات نسبتا یکنواخت
نانوذرات طلا یکی از پرکاربردترین نانوذرات در صنعت است که به دلیل ویژگیهای منحصربهفردی که دارند به شدت از سوی صنایع مختلف موردتوجه قرار دارند. طلا معمولاً بهعنوان یک فلز بیاثر شناخته میشود ولی هنگامیکه اندازه آن در حد نانومتری کوچک میشود خواص آن کاملاً متفاوت شده و کاربردهای وسیعتری پیدا میکند.
از نانوذرات طلا در بخش داروسازی، کاتالیست و تولید مواد آرایشی استفاده میشود.
نانو ذرات طلا یا طلای کلوئیدی، سوسپانسیونی از ذرات طلای زیر میکرونی است که معمولا در آب پراکنده می شوند. با تغییر اندازه ذرات، رنگ نانو ذرات طلا از قرمز به رنگ های دیگر از جمله قهوه ای، زرد و بنفش تغییر می کند. اگر محدوده اندازه زیر ۱۰۰ نانومتر باشد، نمونه را می توان نانوذرات یا نانو طلا نیز نامید.
ذرات طلا به دلیل خواص فیزیکی و نوری منحصر به فردی که از خود نشان می دهند، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. این ویژگی ها با توزیع اندازه ذرات تغییر می کنند. اکثر آزمایش های آنالیز اندازه ذرات که بر روی نانو طلا انجام می شود، توسط میکروسکوپ یا دستگاه پراکندگی نور پویا (DLS) انجام می شود.
در ادامه مقاله توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.
نانو ذرات طلا چیست ؟
نانوذرات طلا خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر به فردی از خود نشان می دهند که کاملا متفاوت از خواص طلای حجیم شده است. به عنوان مثال، ذرات طلا که ۲۰ نانومتر قطر دارند قرمز رنگ هستند، این ذرات در تعدادی از محصولات تشخیصی پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند.
ذرات طلا غیر سمی هستند و به راحتی می توانند به مولکول های زیستی دیگر متصل شوند و همچنین خواص نوری منحصر به فردی از خود نشان می دهند. علاوه بر این، ذرات طلا اکنون به عنوان فعال کاتالیزوری برای طیف وسیعی از واکنش های تجاری مهم شناخته شده اند. بر اساس این ویژگیهای منحصر به فرد، کاربردهای جدید و هیجان انگیزی با استفاده از ذرات طلا در حال توسعه است که به نوبه خود مستلزم ساخت و عرضه طیف وسیعی از نانو مواد طلا است.
روش استفاده نانو ذرات طلا
ذرات طلا در چندین کاربرد بیوتکنولوژی مانند کاوشگرهای حسی، دارو رسانی و تکنیک های درمانی مورد بررسی و استفاده قرار گرفته اند.
علاوه بر این، نانو ذرات طلا را می توان با جذب نور نزدیک به IR برانگیخت. این عمل باعث می شود این ذرات به عنوان عوامل کنتراست برای کاربردهای تشخیصی و نور درمانی مانند تصویربرداری لومینسانس دو فوتونی و تصویربرداری پراکنده نور کارایی داشته باشند. با تغییر اندازه ذرات، شیمی سطح یا حالت تجمع، خواص نوری و الکترونیکی نانو ذرات طلا می تواند برای مصارف مختلف قابل تنظیم و قابل استفاده باشد.
این ذرات در طیف وسیعی از کاربردها همچون تولید داروها، ساخت قطعات الکترونیک و ساخت مواد مختلف استفاده می شوند.
تاریخچه کاربرد نانو ذرات طلا
ذرات طلا از قرن چهارم برای رنگ آمیزی شیشه استفاده می شود. اگرچه بعید است که نانوساختار آنها در آن زمان شناخته شده باشد. تکنیک رنگ آمیزی شیشه را با این ذرات می توان در ساخت فنجان لیکورگوس رومی مشاهده کرد. شیشه این فنجان حاوی ذرات طلا است که هم نور را پراکنده و هم جذب می کنند، بنابراین از زوایای مختلف رنگ این فنجان قرمز یا سبز به نظر می رسد.
رنگ محلول نانو ذرات طلا به اندازه نانو ذرات بستگی دارد. ذرات طلا را می توان با میکروسکوپ الکترونی و میکروسکوپ نوری تصویربرداری کرد زیرا این ذرات نور را به خوبی پراکنده می کنند.
انواع اشکال نانو ذرات طلا
به نظر می رسد که دو نوع شکل ذرات طلا وجود دارد که در تبدیل نور به گرما کارآمدتر هستند. این دو نوع عبارتند از:
1-نانو میله های طلا
قطر این استوانه های جامد طلا به ۱۰ نانومتر می رسد. با استفاده از نانو میله های طلا با ترکیبات مختلف قطر و طول، محققان می توانند طول موج نوری را که نانو میله جذب می کند، تغییر دهند.
2-نانو کره های طلا بر روی یک هسته سیلیسی
با استفاده از نانو کرههایی با تغییر در ضخامت پوشش طلا و قطر هسته سیلیس، محققان می توانند طول موج نوری که نانو کره جذب می کند را تغییر دهند.
محققان از نانو میله ها یا نانو کره ها برای توسعه روش هایی برای درمان حرارتی موضعی مناطق مختلف بدن بیمار استفاده می کنند. این روش درمان، هایپرترمی نامیده می شود.
نانو ذرات طلا در داروسازی و تحویل ژن
ذرات طلا که با عوامل درمانی ترکیب شده اند، فارماکوکینتیک (Pharmacokinetics) داروی را بهبود می بخشند و ویژگی های رهایی کنترل شده یا پایدار را ارائه می دهند. این عوامل ذرات طلا را به ابزاری جذاب برای دارو رسانی و تحویل ژن تبدیل می کند. نسبت بزرگ و زیاد سطح به حجم در ذرات طلا، سطح آنها را قادر می سازد تا با صدها مولکول از جمله مواد درمانی، عوامل هدف و پلیمرهای ضد رسوب پوشانده شوند.
نانو ذرات طلا در درمان سرطان
نانو ذرات طلا به عنوان ماده حاجب در تشخیص بیماری های قلبی، سرطان ها و عوامل عفونی استفاده می شود. به عنوان مثال، توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس (CT) یک ابزار تصویربرداری تشخیصی رایج برای تشخیص ذرات طلا در داخل بدن است. نانو ذرات طلا همچنین هنگام عمل به عنوان مواد مورد استفاده برای تصویربرداری NIR، شدت سیگنال و پایداری خوبی از خود نشان می دهند.
نانو ذرات طلا متداول ترین نانو ذرات مورد استفاده برای سنجش جریان جانبی هستند. با توجه به خواص نوری این ذرات، تشخیص با چشم غیر مسلح با حساسیت عالی قابل دستیابی است. این سنجش همچنین می تواند برای اجرا در حالت غیر رقابتی و رقابتی نیز سازگار شود.
سخن آخر
نانو طلاها مواد همه کاره برای طیف وسیعی از کاربردها با خواص الکترونیکی و فیزیکی هستند. علاوه بر این، شیمی سطح آنها به راحتی قابل تغییر است. این ویژگی ها نانو ذرات طلا را به یکی از پر کاربردترین نانومواد ها برای تحقیقات آکادمیک و جزء جدایی ناپذیر در تجهیزات پزشکی و محصولات صنعتی در سراسر جهان تبدیل کرده است. عرضه گسترده نانو ذرات طلا که برای جامعه تحقیقاتی جهانی بسیار ضروری است، به افزایش پذیرش این ذرات در کاربردهای فناوری پیشرفته بسیار کمک می کند.
سلام مطلب مفیدی بود. خواستم این نکته رو هم اضافه کنم که در حال حاضر نانوذرات طلا در پزشکی، صنایع شیمیایی، الکترونیک، صنعت غذا و دارو، محصولات آرایشی کاربرد دارند.