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奈米金 在 Re: [實驗] 奈米金實驗- 看板Chemistry - 批踢踢實業坊 的美食出口停車場
※ 引述《cooljeff19 ()》之銘言：
: ※ 引述《illk (阿ㄅㄨˋ)》之銘言：
: : 我補充一下我做奈米金實驗的細節～
: : 我使用的四氯金酸的濃度是1mM
: : 以沙浴迴流加熱並攪拌至沸騰後 才加入檸檬酸鈉
: : 然後反應變色後 繼續攪拌均勻一段時間
: : 而製作奈米金過程 分做成兩組
: : (1)小粒徑： 30ml 四氯金酸 加熱沸騰後 ＋3.5ml 38.8mM的檸檬酸鈉
: : ‧顏色變化─ 淡黃→淺灰→灰黑→酒紅(偏紅)
: : ‧反應至變酒紅色時間─ 1分鐘41秒
: : (2)大粒徑： 30ml 四氯金酸 加熱沸騰後 ＋1.5ml 38.8mM的檸檬酸鈉
: : ‧顏色變化─ 淡黃→深灰黑→酒紅(偏紫)
: : ‧反應至變酒紅色時間─ 25秒
: : 然後分別對 小粒徑和大粒徑+的東西 用UV觀察他的波長
: : ‧小(取30滴)+4ml二次水 v.s 大(取30滴)+4ml二次水
: : ‧小(取30滴)+2ml二次水+2ml 2M的NaCl v.s 小 (取30滴)+2ml SDS +2ml 2M的NaCl
: : (大) (大)
: : 後來顏色變化 只有只加NaCl和水的那兩瓶溶液變色回灰色 其他皆為酒紅色。
: : 那...因為越看越發現好多不懂
: : 想再問
: : (1)金奈米粒子比原子小嗎 如果比較小 為什麼又說是由一堆原子所後成的團簇
: : 而且其還有電子在表面??
: 你是化學系的嗎... 如果是的話還真想問候你們老師= =+
: : (2)而其電子的層核(能階)密度為什麼會因為奈米化而改變?
: : 然後為何這樣就易受到周圍的電磁場的震動而隨之震動 發生"表面電漿子共振"???
: 一個奈米粒子多大? 算100nm好了 一般可見光波長400nm~700nm
: 光線是電磁場 粒子表面的電子雲也有帶電荷
: 電磁波上下交替振盪的時候 同一顆奈米粒子表面的電子雲會"同時"感受到電場的變化
: 因為電磁場的波長遠大於粒子大小 而電子雲受到電場吸引或排斥的結果
: 會和原子核有電荷分離的情形 這種同調性的振盪稱為表面電漿子共振
: 因為只有粒子表面的電子雲會有這種情況 所以稱為Surface plasmon
針對第二點問題，略作一些補充好了。
對一個粒徑大小為20nm的奈米粒子而言，當受到波長為400-700nm左右的可見光照射時
粒子表面的電子會受到電磁波的影響，因而產生同調性的震盪行為
也就是相同振福、相同頻率、以及相同相位(phase)的震盪行為
而這個同調性的震盪行為對於金球奈米粒子而言，其波長剛好落在可見光區
大約520nm的位置，所以從顏色上來看就會是桃紅、酒紅色
粒徑與所對應到的顏色我可能有點記錯，不過現在手邊沒有相關資料，還請指教。
至於為什麼一般的金屬塊材(bulk)多呈現灰銀(白)色呢?
是因為對於塊材金屬而言，上面的自由電子並不能像奈米金屬時一樣，
有規律的同調性運動；所以對於這些塊材，
灰白色澤反映的是塊材金屬上面的自由電子雜亂無章的震盪行為。
一點補充~
: : (3)然後 奈米級的金 光學性質變成吸收光譜 為什麼會吸收 然後為什麼留下的光是紅色
: : 而顯現出酒紅色的顏色 因為紅光波長較長 吸收不到嗎
: 隨著粒子的大小 形狀 構成的原子類型等因素 會對不同波長的光有不同程度的響應
: 一般來說 粒子越大 最大消散(extinction)波長會越長
: 也就是說 會對越長波長的光有較好的共振響應
: 在這裡之所以用extinction是因為奈米粒子膠體溶液除了會吸收之外還會散射
: 而散射所貢獻的消光係數還滿大的 所以通常稱為extinction
: 至於什麼樣的因素造成奈米粒子吸收什麼樣波長的光
: 這個是可以用計算算出來的 不過很困難 我也不會 有專門在研究的人
: 通常是用DDA(discrete dipole approximation)計算 中文是 分離偶極近似法
: 但是也沒辦法百分之百模擬出來
: : (4)製作奈米金過程中 環境條件要求高(所以會用到的器材都需先用王水潤洗)
: : 否則奈米金易污染而含有雜質 這是因為"金"的特性極易吸引雜質的關係嗎???
: 奈米粒子的成長也可以算是一種長晶的過程
: 你不希望你的晶核或是晶體中含有其他金屬粒子吧?
: 另外 奈米粒子膠體溶液其實是處在熱力學不穩定的狀態
: 時間久了 或是溫度太高 粒子的動能突破電雙層的斥力就會聚集
: 最終成為沉澱狀態 所以通常保存在低溫避光的地方
: : SORRY~問題還是好多...第一次接觸到奈米的實驗><
: 如果你是在做普化實驗的報告 自己去google比較快
: 如果是實驗室在做這個 建議你去找C.A.Mirkin, van Duyne ,George C. Schatz 等人
: 的paper 這三劍客在西北大學作奈米粒子的合成和應用和解釋做的很可怕
除了這三個大頭之外，Xia Younan 的paper也可以多看。
當然Mirkin發在JACS的mech以及今年發在small的review article都最好也看一下
給你參考一下
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無名
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