"Bulky Adamantanethiolate and Cyclohexanethiolate Ligands Favor Smaller Gold Nanoparticles with Altered Discrete Sizes". P. J. Krommenhoek, J. Wang, N. Hentz, A. C. Johnston-Peck, K. A. Kozek, G. Kalyuzhny, J. B. Tracy. ACSNANO. In press. DOI: 10.1021/nn3003778
Use of bulky ligands (BLs) in the synthesis of metal nanoparticles (NPs)
gives smaller core sizes, sharpens the size distribution, and alters
the discrete sizes. For BLs, the highly curved surface of small NPs may
facilitate growth, but as the size increases and the surface flattens,
NP growth may terminate when the ligand monolayer blocks BLs from
transporting metal atoms to the NP core. Batches of thiolate-stabilized
Au NPs were synthesized using equimolar amounts of 1-adamantanethiol
(AdSH), cyclohexanethiol (CySH), or n-hexanethiol (C6SH). The
bulky CyS- and AdS-stabilized NPs have smaller, more monodisperse sizes
than the C6S-stabilized NPs. As the bulkiness increases, the
near-infrared luminescence intensity increases, which is characteristic
of small Au NPs. Four new discrete sizes were measured by MALDI-TOF mass
spectrometry, Au30(SAd)18, Au39(SAd)23, Au65(SCy)30, and Au67(SCy)30. No Au25(SAd)18
was observed, which suggests that this structure would be too
sterically crowded. Use of BLs may also lead to the discovery of new
discrete sizes in other systems.
El uso de ligantes de bulto (BLs) en la síntesis de nanopartículas metálicas (NPs) da lugar a núcleos de tamaños menores, estrecha la distribución de tamaños, y altera los tamaños discretos. Para los BLs, la superficie altamente curva de las pequeñas NPs puede facilitar el crecimiento, pero conforme el tamaño aumenta la superficie se vuelve plana; el crecimiento de una NP puede terminar cuando la monocapa de ligantes impide que los BLs transporten átomos metálicos hacia el núcleo de NP. Se sintetizaron baños de NPs de Au estabilizadas con tioles, usando cantidades equimolares de 1-adamantanetiol (AdSH), ciclohexanetiol (CySH), o n-hexanetiol (C6SH). Las NPs, que son estabilizadas en bulto con CyS y AdS, tienen un tamaño menor y más monodisperso que las NPs estabilizadas con C6S. Conforme el bulto aumenta, la intensidad de la luminiscencia en el cercano infrarrojo aumenta, lo cual es característico de NPs Au pequeñas. Se midieron cuatro tamaños discretos nuevos por medio de espectrometria de masas MALDI-TOF, Au30(SAd)18, Au39(SAd)23, Au65(SCy)30, y Au67(SCy)30. No se observó Au25(SAd)18, lo cual sugiere que esta estructura pudiera ser demasiado estérica. El uso de BLs también puede llevar al descubrimiento de nuevos tamaños discretos en otros sistemas.
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