"Welding of gold nanoparticles on graphitic templates for chemical sensing". M. Ding, D. C. Sorescu, G. P. Kotchey, A. Star. JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. In press.
DOI: 10.1021/ja210278u
Controlled self-assembly of zero-dimensional gold nanoparticles and construction of complex gold
nanostructures from these building blocks could significantly extend
their applications in many fields. Carbon nanotubes are one of the most
promising inorganic templates for this strategy because of their unique
physical, chemical, and mechanical properties, which translate into
numerous potential applications. Here we report the bottom-up synthesis
of gold nanowires in aqueous solution through self-assembly of gold nanoparticles
on single-walled carbon nanotubes followed by thermal-heating-induced
nanowelding. We investigate the mechanism of this process by exploring
different graphitic templates. The experimental work is assisted by
computational studies that provide additional insight into the
self-assembly and nanowelding mechanism. We also demonstrate the
chemical sensitivity of the nanomaterial to parts-per-billion
concentrations of hydrogen sulfide with potential applications in
industrial safety and personal healthcare.
El autoensamblaje controlado de nanopartículas de oro de dimensión cero y la construcción de nanoestructuras complejas de oro a partir de estos bloques de construcción podría extender significativamente sus aplicaciones en muchas áreas. Para esta estrategia los nanotubos de carbono son unas de las plantillas inorgánicas más prometedoras debido a sus propiedades físicas, químicas y mecánicas únicas, que se traducen en numerosas aplicaciones potenciales. Aquí se reporta la síntesis bottom-up de nanoalambres de oro en solución acuosa a través del autoensamblaje de nanopartículas de oro sobre nanotubos de carbono de una sola pared por medio de la nanosoldadura inducida por calentamiento térmico. Se investiga el mecanismo de este proceso a través de la exploración de distintas plantillas de grafito. El trabajo experimental está asistido por estudios computacionales que proveen una comprensión adicional de los mecanismos de autoensamblaje y de nanosoldadura. También se demuestra que la sensibilidad química del nanomaterial es de una parte por cada mil millones de sulfuro de hidrógeno, por lo que tiene aplicaciones potenciales en la seguridad industrial y en el cuidado de la salud personal.
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