近期，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院固體物理研究所納米材料與器件技術(shù)研究部的科研人員在探究液相激光熔蝕（LAL）制備的Ag膠體納米顆粒穩(wěn)定性演變研究中取得新進展。該研究采用LAL技術(shù)，制備出粒徑超小的表面未包覆和包覆Ag膠體納米顆粒；通過紫外可見光吸收、電勢等，分別對該Ag膠體納米顆粒的分散穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性的演變進行探究，發(fā)現(xiàn)表面包覆可增加Ag膠體納米顆粒的穩(wěn)定性，表面未包覆Ag膠體納米顆粒的穩(wěn)定性易受外部環(huán)境影響。

由于小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，納米顆粒在膠體溶液中表現(xiàn)出一種熱力學亞穩(wěn)特性。了解納米粒子在膠體溶液中的穩(wěn)定性演變，對納米粒子的可控制備、貯存和應(yīng)用具有重要意義。

研究人員利用LAL技術(shù)，制備出粒徑分布超細的未包覆Ag膠體納米顆粒；通過振蕩處理，探究該活性Ag膠體納米顆粒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。結(jié)果表明，振蕩破壞Ag膠體納米顆粒間排斥力和引力的平衡，增加粒子間的碰撞概率，膠體中的超細納米顆粒遵循奧斯特瓦爾德熟化和聚結(jié)機制，從而形成較大尺寸的Ag納米鏈。通過加入銅線誘導Ag離子釋放，探究Ag膠體納米顆粒的化學穩(wěn)定性，研究人員發(fā)現(xiàn)，單質(zhì)Cu的加入加速Ag膠體納米顆粒的穩(wěn)定性演變，這證明LAL法誘導合成的未包覆Ag膠體納米顆粒具有較高活性和反應(yīng)性，其可作為制備具有理想組分和結(jié)構(gòu)的納米材料的“種子”或前驅(qū)體。

此外，考慮到納米顆粒表面功能化在生活中具有更廣泛應(yīng)用，研究人員同時制備出兩種表面活性劑分子CTAC和SDBS包覆的Ag膠體納米顆粒，并進一步研究其穩(wěn)定性演化。研究表明，兩種分子均增強Ag膠體納米顆粒的穩(wěn)定性，這是因為長鏈分子在Ag膠體納米顆粒表面形成更加緊密的雙電層結(jié)構(gòu)。由于形成緊密雙電層結(jié)構(gòu)的不同，與SDBS分子相比，CTAC分子表現(xiàn)出更強的穩(wěn)定作用。該結(jié)果為銀膠體的實際應(yīng)用提供科研依據(jù)。

相關(guān)研究成果以Stability evolution of ultrafine Ag nanoparticles prepared by laser ablation in liquids為題，發(fā)表在Journal of Colloid and Interface Science上。研究工作得到國家自然科學基金的支持。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979720313485?via%3Dihub#!

震蕩處理下未包覆Ag膠體納米顆粒的變化：（A）實物照片；（B）紫外可見光吸收；（C）SPR特征峰峰位隨時間的變化；（D）SPR特征峰峰強和ζ電勢隨時間的變化