Pulserad laserablation i vätska (PLAL) är en pålitlig och mångsidig teknik för att producera metallnanopartiklar (NP) i lösning. Dess fördelar, inklusive frånvaron av reduktionsmedel, enkel drift, hög renhet utan reningssteg och omgivande bearbetningsförhållanden, gör det till ett föredraget val framför konventionella metall-NP-beredningsmetoder som den kemiska reduktionsmetoden.
Den utbredda användningen av PLAL över vetenskapliga och industriella forskningsområden vittnar om dess användbarhet. Storleken och underhållskostnaderna för traditionella laserkällor utgör dock betydande utmaningar för laboratorier, särskilt de som inte är specialiserade på laservetenskap.
Professorerna Hidehiro Sakurai, Yumi Yakiyama och deras team vid Osaka University insåg dessa hinder, riktade sin uppmärksamhet mot mikrochiplasersystemet (MCL). MCL, som utvecklats av Taira-gruppen vid Institute of Molecular Science (IMS), är ett kompakt, gigantiskt pulslasersystem med låg strömförbrukning med en kort kavitetslängd på under 10 mm, vilket gör det väl lämpat för standardlaboratorier för organisk syntes.
Trots fördelen med dess storlek var tillämpligheten av MCL:s specifikationer - särskilt dess lilla pulsenergi - på PLAL för ett Au-mål okänd. Forskargruppen syftade till att förstå hur skillnaderna i instrumentella specifikationer bidrar till resultaten av PLAL av Au, med målet att främja syntes på bänk och direkt applicering av NP för katalytiska ändamål.
I deras undersökning publicerad i tidskriften Industrial Chemistry &Materials , använde teamet MCL för PLAL av Au, med fokus på effekterna av liten laserpulsenergi (0,5 mJ), kort pulslängd (0,9 ns) och låg repetitionsfrekvens (10 Hz) på ablationseffektiviteten. Resultaten avslöjade att MCL uppvisade relativt hög ablationseffektivitet trots att den hade en mycket mindre pulsenergi jämfört med konventionella lasrar med högre effekt (25 mJ/puls, 12 ns varaktighet, 10 Hz).
"Vår studie ger nya insikter i beredningen av Au NPs med hjälp av det kompakta MCL-systemet. Det är viktigt att det öppnar vägar för direkt användning av mycket reaktiva NP:er framställda av MCL i utvecklingen av nya katalytiska reaktioner inom syntetiska kemiska standardlaboratorier," sa Sakurai .
I forskargruppen ingår Barana Sandakelum Hettiarachchi, Yusuke Takaoka, Yuta Uetake, Yumi Yakiyama och Mihoko Maruyama, Yusuke Mori, Hiroshi Y. Yoshikawa och Hidehiro Sakurai från Osaka University; och Hwan Hong Lim och Takunori Taira från Institute of Molecular Science.
Mer information: Barana Sandakelum Hettiarachchi et al, Upptäcka guld nanopartikelsyntes med hjälp av ett mikrochiplasersystem genom pulsad laserablation i vattenlösning, Industriell kemi och material (2024). DOI:10.1039/D3IM00090G
Tillhandahålls av Industrial Chemistry &Materials
