Syntes och Karaktärisering av Heterogena Bimetalliska Nanopartiklar med Aerosolteknik

Projektet utforskar aerosolteknologi för att skapa bimetalliska nanopartiklar, inklusive kärna-skal- och Janusnanopartiklar. Heterogena nanopartiklar implementerar flera funktioner inom samma struktur, med intresse inom områden som katalys, biomedicin och sensorer.

Utvecklingen av nya teknologier och hushållande av resurser är viktigt för en hållbar framtid. Nanoteknik, som handlar om forskning och användning av material på nanoskalan (en miljarddel av en meter), tacklar båda dessa utmaningar. Genom att bryta ner material i mindre komponenter ökar nanoteknik resurseffektiviteten. Nanopartiklar, objekt mindre än 100 nanometer, är centrala inom detta område och bildas naturligt under processer som förbränning och molnbildning. Dessa nanopartiklar ingår i aerosoler, gas-partikelblandningar, som studeras inom aerosolteknik.

Denna avhandling utforskar skapandet och karakteriseringen av segregerade nanopartiklar med hjälp av aerosolteknik. Två vanliga typer av sådana partiklar är "kärn-skal" och "Janus"-partiklar. Dessa heterogena nanopartiklar kan implementera flera funktioner inom samma struktur, med anvädningsområden i biomedicin, katalys och sensorer. Arbetet utforskar metoder som ytsegregering och kondensation för att skapa dessa nanopartiklar. Först skapas aerosolnanostrukturer med hjälp av gnistgenerering. Gnistgenerering använder elektriska urladdningar, liknande de du ser glappande kontakter, för att slå ut atomer från elektroder vars material bestämmer partiklarnas sammansättning.

Ytsegregering påminner om hur vatten och olja separerar. Genom att värma partiklar av material som inte vill blanda sig, koppar och silver i detta fall, kan både Janus- och kärn-skal-partiklar produceras. Kondensation är liknar hur moln bildas i atmosfären när vattenånga kondenserar på små partiklar. Här kondenserar vi zink och indium på guldpartiklar i skräddarsydda uppställningar för att studera nanopartiklarnas tillväxt.

Detta arbete är en utveckling och specialisering av tidigare metoder inom aerosolteknik för att skapa speciella nanopartiklar, med fokus på segregata nanostrukturer inklusive kärn-skal-partiklar. Vi har redan testat användningen av dessa strukturer för halvledartillväxt, vilket är ett stort område med många tillämpningar. Målet är att metoderna beskrivna här kan vidareutvecklas och att de strukturer de kan skapa kan testas och optimeras för tillämpningar inom katalys och materialteknik.