وقدمت الدعم المالي لهذا العمل من قبل وزارة الطاقة DOE- مختبر إخراج بحوث والتنمية (LDRD) برنامج المبادرة الاستراتيجية. نشكر السيد هنري الجلسات، والسيد تشارلز Shick لتوفير الوقت والخبرة لمساعدة لنا تجاربنا.

1. بروتوكول تخليق المواد النانوية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد محلول المخزون من الحديد 2 يا 3 من 25 مم. ملاحظة: جميع الحلول الأسهم وإعدادها باستخدام الماء منزوع الأيونات ما لم ينص على خلاف ذلك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ 25 مل دورق مخروطي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 10 مل منزوع الأيونات الماء (DI) وبقضيب، ووضعه على كتلة التدفئة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 100 ميكرولتر من الحديد المحلول 2 O 3 (25 ملم) لهذه القارورة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحرارة الحل مع التحريك لمدة 5 دقائق تقريبا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 10 مل 1٪ سيترات الصوديوم عن طريق إذابة 0.1 غرام من سيترات الصوديوم إلى 10 مل من الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 1 مل من محلول 1٪ سيترات الصوديوم إلى قارورة 25 مل تحتوي على حل الحديد 2 يا 3 مائي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقديم حل ليغلي (100 درجة مئوية). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 250 ميكرولتر من حمض chloroauric 0.01 م. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تواصل تسخين الحل عند 100 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة. بعد عدة دقائق (2-3 دقيقة)، والحل أحمرا / مؤشر على اللون البنيتينغ أن يتم إنتاج الجسيمات النانوية الاتحاد الافريقي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الحل من كتلة التدفئة، واتركه حتى يبرد في RT (حوالي 20 درجة مئوية) (1-2 ساعة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنقية العينات بواسطة الطرد المركزي لمدة 7 دقائق في 4700 × ز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة طاف من العينات طرد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادة تفريق النانوية طرد في الماء DI، تصل إلى 10 مل. </li></ol> 2. النانوية توصيف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SEM / EDX توصيف: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع 1-2 ميكرولتر من النانوية طرد على الشبكة النحاسية واتركه حتى يجف لمدة 1 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع العينة في وعاء نظيف وأخذه إلى SEM / EDX لتوصيف. 11،12 </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أشعة فوق البنفسجية فيس توصيف: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على أشعة فوق البنفسجية فيس والسماح لها الاحماء لمدة 10-15 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل الطيف إشارة DI المياه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع 1 مل من محلول مائي للجسيمات متناهية الصغر في كفيت ميتاكريليتوسجل للأشعة فوق البنفسجية فيس الأطياف على موجات λ = 300 - 1000 نانومتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجنب تشبع من إشارة عن طريق الحفاظ على الحد الأقصى لامتصاص أقل من ~ 1.2. إذا كان الحد الأقصى الامتصاصية لوحظ أكبر، والحد من ذروة الذروة عن طريق تمييع العينة أو باستخدام أقصر مسار طول كفيت. ملاحظة: سطح مأكل عصابة من الاتحاد الافريقي (λ ≈ 525 نانومتر) ينبغي ملاحظتها بسهولة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التلاعب المغناطيسي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع 3 مل من / العينات المائية بنية اللون الأحمر النانو المغناطيسية / plasmonic في cuvettes ميتاكريليت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مغناطيس شراؤها تجاريا (~ 100 جاوس) في مقربة من كفيت. ملاحظة: في غضون دقائق، كل الجسيمات النانوية المغناطيسية / plasmonic هي &quot;تعلق&quot; إلى الجانب كفيت ميتاكريليت حيث تم وضع المغناطيس. تحولت حل من البني إلى عديم اللون تشير إلى أن الجسيمات النانوية احتفظت خصائصها المغناطيسية حتى بعد أودع الاتحاد الافريقي على الحديد 2 </sub&gt; O 3 السطح. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إلى جانب بالحث البلازما الطيف الكتلي (ICP-MS) التحليل. 13 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام العينات المائية من حلول جسيمات متناهية الصغر في هذا التحليل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملخص تنقية عينات جسيمات متناهية الصغر في حامض النيتريك لتحويلها إلى شكل أيوني قبل التجارب تحليل الجماعية عن طريق نقل جميع العينات في أنابيب مع الحجم النهائي من 10 مل من حمض النتريك 2٪. سماح 30 دقيقة لعملية الهضم لتأخذ مكان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنشاء منحنى المعايرة مع تركيزات معروفة في التحاليل من الفائدة (على سبيل المثال، والاتحاد الافريقي، الحديد). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينات سبايك مع المحلول القياسي الداخلي تحتوي على 10 جزء في البليون الصحة الانجابيه وفي وتحليل في وضع نصف الكمية من ICP-MS وفقا لتعليمات الشركة الصانعة. تنطوي هذه التقنية على تحليل لارجاعها مستوى متعدد العناصر نيست (10 جزء في البليون في و 100 جزء في البليون لي، المنغنيز، الحديد، شركة، الأب، الكادميوم، بي، وU). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مقارنة شدة المحددة لمعيار مع intensitiوفاق لعينات أخرى لانتاج تركيزات تقريبية لعناصر معينة. لحساب البلازما وأداة الانجرافات، يجب أن يكون جميع العينات الحد الأدنى من تركيز 10 جزء في البليون لفي التي تم إضافتها إلى جميع العينات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد تركيز عنصر من التحاليل المصالح للحلول استعداد باتباع الخطوات التالية: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إجراء عينة التحقق من صحة معايرة الأولية للمعايير متعددة العناصر (10 جزء في البليون في و75 جزء في البليون لي، والمغنيسيوم، الحديد، شركة، الأب، الكادميوم، بي، وU). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء فارغة معايرة الأولي من الماء منزوع الأيونات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتحليل ICP-MS على اثنين من عينة من الفائدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الاستمرار في أداء عينة التحقق من صحة معايرة (10 جزء في البليون في و75 جزء في البليون لي، والمغنيسيوم، الحديد، شركة، الأب، الكادميوم، بي، وU) من المعيار متعددة العناصر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تواصل فارغة معايرة الماء منزوع الأيونات. ملاحظة: وفقا للمواصفات البائعين، وقياسات ICP-MS لها عدم التيقن من 20٪. تم تنفيذ العمل المخبري المواد متناهية الصغر تحت بالعربيةغطاء محرك السيارة أوميا. وينبغي استخدام معدات الوقاية الشخصية (معطف المختبر، المريلة، رقيقة قفازات النتريل مل للاتصال عرضية، ونظارات واقية) ودرع الوجه إذا هود وشاح فوق مستوى الذقن. الحد الأدنى معدات الوقاية الشخصية اللازمة عند التعامل مع المواد النانوية. معطف مختبر المتاح، رقيقة قفازات النتريل مل للاتصال والسلامة نظارات عرضية مع الدروع الجانب سيتم ارتداؤها في المختبر عند التعامل مع المواد النانوية. لا يجوز وضع المواد متناهية الصغر النفايات واضعة في القمامة العادية أو هباء. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. الليزر التدفئة تجربة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على امدادات الطاقة ليزر والتوازن. ملاحظة: الطول الموجي الليزر المستخدمة في هذه التجربة (λ = 532 نانومتر) يتم اختياره لتتناسب مع LSPR الامتصاصية الذروة قدر الإمكان. ومع ذلك، والآثار ضوئي؛ ضوحراري يمكن أن يتسبب استخدام أي الطول الموجي التي تتداخل مع امتصاص الجسيمات النانوية. كفاءة التدفئة أكبر فقط عندما مضيئة في الرنين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع النوافذ التوازن بحيث دo لن تعرقل مسار الليزر أو منع الأشعة تحت الحمراء (IR) المزدوجات الحرارية. المزدوجات الحرارية الأشعة تحت الحمراء هي عدم الاتصال تحقيقات درجة الحرارة ويجب أن يكون لها خط واضح البصر لقياس السطح. ويبين الشكل 1 تخطيطي من الإعداد التجريبية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الأغطية الواقية من المزدوجات الحرارية الأشعة تحت الحمراء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح برنامج حاسوبي لجمع البيانات وتشغيل، تسمية القياس، &quot;الودية&quot;. يجمع برنامج حاسوبي مخصص قيم التوازن والمقاومة الحرارية بوصفها وظيفة من الزمن، وعندما يتم تشغيل البرنامج هو تسجيل هذه القيم في ملف البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشغيل قياس لمدة 20 دقيقة على الأقل للسماح للنظام في عملية الاحماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في حين أن النظام الاحماء، وإعداد العينة قبل pipetting كمية مناسبة (3 مل) من الحل المنشود في كفيت ميتاكريليت. المبالغ المستخدمة هنا هي 3 مل من محلول لcuvettes القياسية، و 1 مل لcuvettes شبه الصغرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط قوة الليزر إلى أدنى ضبطجي التي تنتج شعاع بالكاد مرئية، والتي هي 1،5 ألف لنظام الليزر المستخدمة هنا. تحقق للتأكد من أن بقعة شعاع الليزر دون عائق، وتظل في بؤرة الحرارية الأشعة تحت الحمراء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع العينة على ذراع التوازن بحيث جانب كفيت هو عمودي على شعاع قياس الأشعة تحت الحمراء الحرارية وبقعة شعاع الليزر يضرب مركز من الحل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقليل قوة الليزر حتى شعاع لم تعد مرئية، ولكن لا إيقاف إمدادات الطاقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 20 دقيقة الاحماء كاملة. وقف برنامج القياس والخروج من البرنامج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادة الصفر التوازن. فتح برنامج حاسوبي لجمع البيانات، انقر فوق تشغيل، ثم قم بإنشاء اسم لملف البيانات. سيتم تشغيل التجربة بعد تسمية الملف والنقر على &quot;حفظ&quot;. سوف روتين التجريبي المحدد تعتمد على المعلومات المطلوبة، ولكن يتم توفير روتين نموذج هنا. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء جمع البيانات. بعد 120 ثانية، وتحويل ما يصل لعسير القدرة على الإعداد المطلوب (1.2 W لهذه التجارب، والتي عندما ركزت في ~ 20 ميكرون بقعة يتوافق مع ~ 3.8 × 10 5 واط / سم 2). جمع بيانات عن 1000 ثانية أخرى، ثم ضبط قوة الليزر إلى الحد الأدنى من الإعداد وإيقاف إمدادات الطاقة ليزر. الاستمرار في جمع البيانات عن 1000 ثانية أخرى قبل وقف قياس. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد روتين التجريبية كاملة، للخروج من البرنامج، يتحول كل شيء خارج، وإعادة تغطية جميع المعدات. حفظ البيانات التجريبية في شكل ASCII ومزيد من العملية وتحليلها باستخدام برامج إضافية. </li></ol>

<ol>
	<li>Barber, D., Freestone, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+the+origin+of+the+colour+of+the+Lycurgus+Cup+by+analytical+transmission+electron+microscopy.">An investigation of the origin of the colour of the Lycurgus Cup by analytical transmission electron microscopy.</a> Archaeometry. 32 (1), 33-45 (1990).</li><li>Ozbay, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonics:+merging+photonics+and+electronics+at+nanoscale+dimensions.">Plasmonics: merging photonics and electronics at nanoscale dimensions.</a> Science. 311 (5758), 189-193 (2006).</li><li>Murphy, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+metal+nanoparticles:+synthesis,+assembly,+and+optical+applications.">Anisotropic metal nanoparticles: synthesis, assembly, and optical applications.</a> J. Phys. Chem. B. 109 (29), 13857-13870 (2005).</li><li>Luo, Y. L., Shiao, Y. S., Huang, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Release+of+photoactivatable+drugs+from+plasmonic+nanoparticles+for+targeted+cancer+therapy.">Release of photoactivatable drugs from plasmonic nanoparticles for targeted cancer therapy.</a> ACS Nano. 5 (10), 7796-7804 (2011).</li><li>Murph, S. E. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manganese-gold+nanoparticles+as+an+MRI+positive+contrast+agent+in+mesenchymal+stem+cell+labeling.">Manganese-gold nanoparticles as an MRI positive contrast agent in mesenchymal stem cell labeling.</a> J. Nanopart. Res. 14 (4), 1-13 (2012).</li><li>Maier, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Plasmonics: fundamentals and applications: fundamentals and applications. , (2007).</li><li>Bigall, N. C., Parak, W. J., Dorfs, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+magnetic+and+plasmonic-Hybrid+multifunctional+colloidal+nano+objects.">Fluorescent magnetic and plasmonic-Hybrid multifunctional colloidal nano objects.</a> Nano Today. 7 (4), 282-296 (2012).</li><li>Larson, T. A., Bankson, J., Aaron, J., Sokolov, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hybrid+plasmonic+magnetic+nanoparticles+as+molecular+specific+agents+for+MRI/optical+imaging+and+photothermal+therapy+of+cancer+cells.">Hybrid plasmonic magnetic nanoparticles as molecular specific agents for MRI/optical imaging and photothermal therapy of cancer cells.</a> Nanotechnology. 18 (32), 325101 (2007).</li><li>Hung, W. H., Aykol, M., Valley, D., Hou, W., Cronin, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmon+resonant+enhancement+of+carbon+monoxide+catalysis.">Plasmon resonant enhancement of carbon monoxide catalysis.</a> Nano Lett. 10 (4), 1314-1318 (2010).</li><li>Neumann, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solar+vapor+generation+enabled+by+nanoparticles.">Solar vapor generation enabled by nanoparticles.</a> Acs Nano. 7 (1), 42-49 (2012).</li><li>Szirmae, A., Fisher, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Techniques of Electron Microscopy, Diffraction, and Microprobe Analysis. 372, (1963).</li><li>Goldstein, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis: a text for biologists, materials scientists, and geologists. , (2012).</li><li>Kennedy, J. F., Xu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practical+guide+to+ICP-MS,+Robert+Thomas.+Marcel+Dekker,+INC,+New+York,+USA+(2004).">Practical guide to ICP-MS, Robert Thomas. Marcel Dekker, INC, New York, USA (2004).</a> Carbohydr. Polym. 62 (4), 393 (2005).</li><li>Georgakilas, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decorating+carbon+nanotubes+with+metal+or+semiconductor+nanoparticles.">Decorating carbon nanotubes with metal or semiconductor nanoparticles.</a> J. Mater. Chem. 17 (26), 2679-2694 (2007).</li><li>Murph, S. E. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+of+size+and+shape+of+Au-Pt+nanocatalysts+for+direct+methanol+fuel+cells.">Tuning of size and shape of Au-Pt nanocatalysts for direct methanol fuel cells.</a> J. Nanopart. Res. 13 (12), 6347-6364 (2011).</li><li>Unrine, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+bioavailability+of+Au+nanoparticles+from+soil+and+biodistribution+within+earthworms+(Eisenia+fetida).">Evidence for bioavailability of Au nanoparticles from soil and biodistribution within earthworms (Eisenia fetida).</a> Environ. Sci. Technol. 44 (21), 8308-8313 (2010).</li><li>Hunyadi Murph, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ACS Symp. Ser. , 127-163 (2011).</li><li>Murph, S., Murphy, C. J., Leach, A., Gall, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Possible+Oriented+Attachment+Growth+Mechanism+for+Silver+Nanowire+Formation.">A Possible Oriented Attachment Growth Mechanism for Silver Nanowire Formation.</a> Cryst Growth Des. , (2015).</li><li>Hunyadi Murph, S. E., Heroux, K., Turick, C., Thomas, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Applications of Nanomaterials. Vol. 4 Nanomaterials and Nanostructures, (2012).</li><li>Murphy, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+sensing+and+imaging+with+metallic+nanorods.">Chemical sensing and imaging with metallic nanorods.</a> Chem. Comm. (5), 544-557 (2008).</li><li>Shanmukh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+and+sensitive+detection+of+respiratory+virus+molecular+signatures+using+a+silver+nanorod+array+SERS+substrate.">Rapid and sensitive detection of respiratory virus molecular signatures using a silver nanorod array SERS substrate.</a> Nano Lett. 6 (11), 2630-2636 (2006).</li><li>Jaque, D., Vetrone, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luminescence+nanothermometry.">Luminescence nanothermometry.</a> Nanoscale. 4 (15), 4301-4326 (2012).</li><li>Ebrahimi, S., Akhlaghi, Y., Kompany-Zareh, M., Rinnan, &. #. 1. 9. 7. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleic+acid+based+fluorescent+nanothermometers.">Nucleic acid based fluorescent nanothermometers.</a> ACS Nano. 8 (10), 10372-10382 (2014).</li><li>Dias, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+as+a+molecular+local+thermal+probe+for+the+analysis+of+magnetic+hyperthermia.">DNA as a molecular local thermal probe for the analysis of magnetic hyperthermia.</a> Angew. Chem. 125 (44), 11740-11743 (2013).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

استخدام جزيئات الذهب الانضباطي بصريا للدراسات ارتفاع الحرارة هو خيارا جذابا لأنها تستفيد من التدفئة plasmonic من جزيئات الذهب ضبطها لتمتص الضوء بقوة في المنطقة VIS-الجرد الوطني. تم فحص دراسات التدفئة plasmonic هو موضح هنا باستخدام مختبر إعداد ومتاحة تجاريا الحديد النانوية أكسيد الذهب المختلطة. إحدى الطرق الأكثر استخداما على نطاق واسع لتصنيع جزيئات الذهب nanospherical الغروية ينطوي على خفض حمض chloroauric (HAuCl 4) إلى الذهب محايد الاتحاد الافريقي (0) من خلال الحد من وكلاء، مثل سترات الصوديوم، بوروهيدريد الصوديوم، الخ 15،16 توليف جزيئات الذهب النانوية على أكسيد الحديد واضح ومباشر. واحد يمكن بسهولة التحكم في حجم الاتحاد الافريقي المعادن، والشكل، والتحميل عن طريق تغيير المعلمات التجريبية، على سبيل المثال، تركيزات المواد المتفاعلة، والحد من وكلاء، والسطحي، وما إلى ذلك 17 هذا النهج غلة السيطرة التامة على الاتحاد الافريقي nanoparticlأبعاد الإلكترونية وموحد تحميل جسيمات متناهية الصغر على الحديد 2 يا 3. المعادن الثمينة الأخرى كما يمكن بواسطة هذا الإجراء، بما في ذلك حج، وحزب العمال، والمشتريات إعداد 18 ميزة واضحة من هذا الإجراء هو أن الإجراء رد فعل يمكن القيام به في الهواء أو الماء، و، من حيث المبدأ، غير قابلة للتصعيد. استخدام المواد النانوية التجارية و / أو إجراءات كيميائية قابلة الرطب مثالية لتطبيقات العلاج على نطاق واسع أو التطبيقات البيولوجية لأن تكون هذه المواد متاحة بسهولة وأكثر اقتصادا من المواد والإجراءات تصنيعه حسب الطلب. التعديلات سطح هذه النانو المعدنية هي أيضا ذات أهمية في المجتمع العلمي. وهناك عدد من العضوية (السطحي، التجولات bifunctional، والبوليمرات، والأحماض الأمينية والبروتينات والحمض النووي) والمواد غير العضوية (السيليكا والمعادن الأخرى، وأكاسيد المعادن، الخ) 19 يمكن زيادة تحميل أو functionalized على هذه السطوح لخلق المواد بمركب متناهي في الصغر مع مختلف تصاميم، وهندستها،التراكيب وقدرات متعددة المهام، لاستهداف البيولوجي، تسليم المخدرات، الاستشعار عن بعد، والتصوير، والتطبيقات البيئية، الخ بالإضافة إلى ذلك، تقنية ضوئي؛ ضوحراري الموصوفة هنا هي مناسبة تماما لوصف خصائص plasmonic من مواد مختلفة، مثل درجة الحرارة السائبة والقياسات الجماعية هي سهلة نسبيا لأداء باستخدام المعدات المتاحة بسهولة. سهولة إعداد العينات وقياس هو ميزة واضحة على تقنيات plasmonic / التطبيقات الأخرى. على سبيل المثال، تقنيات مثل سطح تعزيز التحليل الطيفي رامان وLSPR استشعار حساسة للغاية لإعداد كل من الركيزة والهدف، 20،21 مما يجعل التكرار والمقارنة بين عينات أكثر تحديا. عيب واحد من الممكن القياسات ضوئي؛ ضوحراري المذكورة أعلاه هو أن يتم قياس درجة الحرارة على نطاق وبالجملة وليس على سطح جسيمات متناهية الصغر حيث transduced الحرارة. هناك الحراريةتقنيات التناظر التي يمكن أن توفر هذه المعلومات درجة الحرارة المحلية، 22-24 ولكن هذه تحتاج إلى إعداد نموذج أكثر تعقيدا، مما يجعلها أكثر تحديا لتنفيذها. وأخيرا، فإن القياسات الموضحة هنا يمكن بسهولة جنبا إلى جنب مع تقنيات أخرى (على سبيل المثال، وتدهور ضوئي) 9 لتقييم آثار ضوئي؛ ضوحراري على العمليات المختلفة. باختصار، لقد وصفنا تركيب الهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية الحلول وتوصيف ضوئي؛ ضوحراري بهم. حتى مع وجود تركيز 20 × أصغر من الاتحاد الافريقي، هذه الجسيمات النانوية الحديد 2 يا 3 -Au قادرة على photothermally حلول مائي الحرارة بكفاءة كما AuNPs، مما يدل على مزايا المواد المختلطة. وعلاوة على ذلك، وهياكل هجينة تحتفظ خصائص كل المواد، وخلق بنية متعددة الوظائف مع الخصائص المغناطيسية وplasmonic. هذه الهياكل هي مثيرة للاهتمام التطبيقات الطبية الحيوية،يمكن تصوره 8 ولكن العديد من استخدامات إضافية.

ابتداء من استخدامها في زجاج مزدوج اللون القديم، غالبا ما أسهمت 1 جزيئات الذهب (AuNPs) لتطوير تكنولوجيات جديدة. 2،3 المزيد من الأمثلة الحديثة لهذه التقنيات تشمل الأجهزة والجسيمات الحجب التي يمكن أن كلا كشف وعلاج السرطان. 4،5 AuNPs لديها العديد من الخصائص الرائعة، ولكن أبرزها بين هذه هو وجود مترجم الرنين مأكل السطح (LSPRs)، والتي تحدث عندما الحادث الإشعاع الكهرومغناطيسي محركات resonantly مجانا الإلكترونات إلى التذبذبات الجماعية، وخلق مجالات الكهرومغناطيسية الشديدة وتقتصر إلى حد كبير. 6 ومن الجوانب فضول من LSPRs هي أنها الانضباطي. وهذا يعني أن الطاقة الرنين يمكن تعديلها عن طريق تعديل شكل وحجم AuNPs أو عن طريق تغيير معامل الانكسار للبيئة المحيطة. خاصية أخرى من AuNPs، والذهب بشكل عام، هو أنها غالية الثمن نسبيا. في حين أن هذا قد يجعل الذهب أكثر جاذبية منوجهة نظر ترفا، لالتطبيقات التكنولوجية، وهذا هو العيب ويمكن أن يكون عقبة أمام استخدام العام. اثنين من الحلول الممكنة لهذه المشكلة يبحثون عن مواد بديلة أقل تكلفة أن يحمل خصائص مشابهة مثل الذهب، أو إيجاد طريقة لدمج الذهب مع مواد أخرى لإنشاء المواد المركبة ذات خصائص مماثلة ولكن كميات صغيرة من المعدن النفيس. الحل الأخير هو ربما أكثر إثارة للاهتمام لأنها تسمح لإمكانية إنشاء البنية النانوية المختلطة متعددة الوظائف مع الخصائص الفيزيائية من اثنين أو أكثر من المواد 7 الحديد (III) أكسيد، الحديد 2 يا 3، هو مرشح ممتاز لعنصر واحد من هذا الخليط لأنه متاح على نطاق واسع، وغير مكلفة، وغير سامة. وعلاوة على ذلك، فإن المرحلة maghemite، γ الحديد 2 يا 3، هي ferrimagnetic، والمرحلة الهيماتيت، α الحديد 2 يا 3، هي المغناطيسية ضعيفة. وهكذا، فإن الجمع بينالذهب مع الحديد 2 يا 3 يحتمل أن تسفر النانوية التي تظهر خصائص plasmonic وأيضا التفاعل مع المجالات المغناطيسية الخارجية، ولكن بشكل ملحوظ أقل تكلفة من الذهب الخالص. مثل هذه البنية النانوية الهجينة يمكن أن تجد مثيرة للاهتمام تطبيقات العالم الحقيقي. على سبيل المثال، فقد أثبتت النانوية الحديد 2 يا 3 -Au مفيدة لكلا تشخيص السرطان والعلاج عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي والعلاج ضوئي؛ ضوحراري. 8 في هذه الحالة، الحديد 2 يا 3 وظائف وكيلا التصوير بالرنين المغناطيسي النقيض من ذلك، في حين أن الجزء الاتحاد الافريقي تحويل محليا الحادث ضوء للحرارة من خلال تبديد الطاقة الكهرومغناطيسية الممتصة خلال LSPR. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الحديد 2 يا 3 -Au النانوية تعزيز plasmonic من التحويل التحفيزي من ثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون 2 تحت إضاءة الضوء المرئي، ويمكن أن تستخدم هذه الهياكل أيضا ضوئي؛ ضوحراري تحويل الطاقة الشمسية. 9،10 ثييصف الصورة تقرير تركيب الحديد 2 يا 3 -Au النانوية باستخدام أسلوب الكيميائي الرطب بسيط. ويتكون هيكل هجين من الحديد 2 يا 3 الأساسية التي زينت مع AuNPs أصغر. الأهم من ذلك، الحصول على الحديد 2 يا 3 -Au النانوية تحتفظ كل من الخصائص المغناطيسية وplasmonic من المواد المكونة، مما يخلق الجسيمات متعددة الوظائف التي يمكن أن تكون مفيدة لمجموعة متنوعة من التطبيقات. من أجل توضيح التطبيقات plasmonic من هذه الجسيمات النانوية الهجينة، وصفت أيضا توصيف ضوئي؛ ضوحراري من الجسيمات النانوية باستخدام نظام التدفئة الليزر. تظهر القياسات ضوئي؛ ضوحراري أن الهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية قادرة على تسخين المحاليل المائية بكفاءة كما AuNPs النقي، حتى مع وجود تركيز أقل بكثير من المعادن النبيلة. هذه النتائج تعد تصديقا لطريقة استخدام مركب أو هجين المواد اللازمة لخفض التكاليف وتحقيق قدر أكبر من الوظيفيهذ.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="614">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Gold(III) chloride trihydrate&#160;</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">520918&#160;</td>
			<td style="width:167px;">&#8805;99.9% trace metals basis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Iron(III) oxide</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">544884</td>
			<td style="width:167px;">nanopowder, &#60;50&#160;nm particle size (BET)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sodium citrate tribasic dihydrate</td>
			<td style="width:112px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S4641</td>
			<td>ACS reagent, &#8805;99.0%&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SEM</td>
			<td style="width:112px;">Hitachi&#160;</td>
			<td style="width:119px;">S8200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TEM</td>
			<td style="width:112px;">Hitachi&#160;</td>
			<td style="width:119px;">H95000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">EDX</td>
			<td style="width:112px;">Oxford Instruments&#160;</td>
			<td style="width:119px;">SDD - X-Max</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">DLS</td>
			<td style="width:112px;">Brookhaven Instruments</td>
			<td style="width:119px;">NanoBrook Omni</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ICP-MS</td>
			<td style="width:112px;">Agilent&#160;</td>
			<td style="width:119px;">7500s</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">UV-Vis-NIR spectrometer</td>
			<td style="width:112px;">Tec5 MultiSpec</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Laser, &#955; = 532 nm&#160;</td>
			<td style="width:112px;">Del Mar Photonics</td>
			<td style="width:119px;">DMPV-532-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microgram Balance</td>
			<td style="width:112px;">Mettler Toledo&#160;</td>
			<td style="width:119px;">XP205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Infrared Thermocouples</td>
			<td style="width:112px;">Omega Engineering</td>
			<td style="width:119px;">OS801-HT</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multifunctional hybrid fe2o3-au nanoparticles for efficient plasmonic heating

إحدى الطرق الأكثر استخداما على نطاق واسع لتصنيع جزيئات الذهب nanospherical الغروية ينطوي على خفض حمض chloroauric (HAuCl 4) إلى الذهب محايد الاتحاد الافريقي (0) من خلال الحد من وكلاء، مثل سترات الصوديوم أو بوروهيدريد الصوديوم. تمديد هذه الطريقة لتزيين أكسيد الحديد أو النانوية مماثلة مع جزيئات الذهب لخلق هجين متعدد الوظائف الحديد 2 يا 3 -Au النانوية واضح ومباشر. هذا النهج غلة سيطرة جيدة على أبعاد جسيمات متناهية الصغر الاتحاد الافريقي وتحميلها على الحديد 2 يا 3. بالإضافة إلى ذلك، فإن حجم الاتحاد الافريقي المعادن، والشكل، والتحميل يمكن بسهولة ضبطها عن طريق تغيير المعلمات التجريبية (على سبيل المثال، تركيزات المواد المتفاعلة، الاختزال، السطحي، وما إلى ذلك). ميزة هذا الإجراء هي أن رد الفعل الذي يمكن القيام به في الهواء أو الماء، و، من حيث المبدأ، هو قابل للتصعيد. استخدام هذا الانضباطي البصري الحديد 2 يا 3 -Au النانوية لhypertherدراسات ميا هو خيارا جذابا لأنها تستفيد من التدفئة plasmonic من جزيئات الذهب ضبطها لتمتص الضوء بقوة في المنطقة VIS-الجرد الوطني. بالإضافة إلى آثاره plasmonic، يوفر النانو الاتحاد الافريقي سطح فريدة من نوعها للكيمياء مثيرة للاهتمام والحفز. والحديد 2 يا 3 مواد توفر وظائف إضافية بسبب خاصية المغناطيسية لها. على سبيل المثال، حقل مغناطيسي خارجي يمكن استخدامها لجمع وإعادة تدوير الهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية بعد تجربة الحفازة، أو بدلا من ذلك، والحديد المغناطيسي 2 O 3 يمكن استخدامها لدراسات ارتفاع الحرارة من خلال الحث الحراري المغناطيسي. التجربة ضوئي؛ ضوحراري المبينة في هذا التقرير يقيس التغير في درجة الحرارة بالجملة وحل جسيمات متناهية الصغر فقدان كتلة وظائف من الوقت باستخدام الأشعة تحت الحمراء الحرارية والتوازن، على التوالي. سهولة إعداد العينات واستخدام المعدات المتاحة بسهولة هي مزايا واضحة لهذه التقنية. والتحذير هو الفي هذه القياسات ضوئي؛ ضوحراري تقييم درجة حرارة المحلول بكميات كبيرة، وليس على سطح جسيمات متناهية الصغر حيث transduced الحرارة ودرجة الحرارة من المرجح أن يكون أعلى من ذلك.

تركيب المواد اعتبار هام للمواد الهجين. الطاقة والتشتت تحليل الأشعة السينية (EDX) وإلى جانب بالحث البلازما الطيف الكتلي (ICP-MS) يمكن أن توفر هذه المعلومات. يوفر تحليل البيانات EDX شبه الكمي (الشكل 2)، في حين يوفر ICP-MS معلومات دقيقة والكمية المتعلقة العناصر المثيرة للاهتمام. تبين أن الهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية لها الحديد والاتحاد الافريقي تركيزات ρFe = 150 جزء في البليون وρAu = 49 جزء في البليون. في المقابل، النانوية الاتحاد الافريقي النقية، والتي تستخدم كعنصر تحكم لتسخين حراري ضوئي؛ ضوحراري، تركيزات الاتحاد الافريقي أعلى بكثير من ρAu = 1100 جزء في البليون. تحليل SEM يكشف عن التشكل من جزيئات الحديد 2 يا 3 -Au (الشكل 3)، والتي تبين مجاميع من الجسيمات مدورة، غير النظامية التي تظهر functionalized مع أصغر، ومشرق،وتقريبه النانوية. يتم تحديد جزيئات أكبر كما الحديد 2 O 3، في حين يتم التعرف عليها، النانوية أصغر أكثر إشراقا كما الاتحاد الافريقي. هذا النوع من التشكل وكثيرا ما يشار إليها باسم النانوية &quot;زينت&quot;. (14) وفي هذه الحالة، سطح الجسيمات دعم والحديد 2 O 3، ومزينة، النانوية الاتحاد الافريقي المتفرقة الأصغر حجما. التحليل الإحصائي للالنانوية يكشف عن أن الحديد 2 يا 3 النانوية لديها متوسط ​​قطرها من د = 40 ± 10 نانومتر. النانوية الاتحاد الافريقي functionalizing لديها مجموعة واسعة من الأحجام، مع د = 20 ± 20 نانومتر. ديناميكية تشتت الضوء (DLS) القياسات يمكن قياس السلوك التجميع، وتبين أن الهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية يبلغ متوسط ​​نصف قطر الهيدروديناميكية من درهم = 243 نانومتر مع صناديق السكان درهم = 61 نانومتر (13٪) و درهم = 310 نانومتر (87٪). بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على إمكانات زيتا لζ = -16 بالسيارات، والتي قد تساعد على الحد منسلوك التجميع. طيف الأشعة فوق البنفسجية تجاه-الجرد الوطني للالهجين يظهر الحديد 2 يا 3 -Au النانوية في الشكل 4A. ويلاحظ وجود الامتصاصية قمة متميزة في الطول الموجي λ ≈ 520 نانومتر، ونسبت إلى وضع LSPR من الجسيمات النانوية الاتحاد الافريقي functionalizing والحديد 2 يا 3. الطول الموجي للLSPR يتسق مع القيم الأدب لAuNPs مع الأشكال التضاريسية مماثلة. 11،12 السلوك plasmonic للهياكل هجينة ويرجع ذلك إلى تشكيل AuNP على الحديد 2 يا 3 دعامات. هذا يمكن ملاحظتها مباشرة في الموقع الطيفي للأشعة فوق البنفسجية لوجه. الشكل 4B يدل على الأشعة فوق البنفسجية تجاه الامتصاصية أطياف الحل المتفاعلة في أوقات مختلفة أثناء عملية التفاعل. في البداية، هناك بعض طفيف الامتصاصية الضوء المرئي يعزى إلى الحديد 2 يا 3 النانوية فرقت في الحل. ومع استمرار التفاعل، abso<html> زيادات rbance، وفي 1.5 دقيقة، تبدأ ذروة لتشكيل، التي تصبح أكثر تحديدا كرد فعل تطول. هذه النتائج الذروة من LSPR الامتصاصية ويتوافق مع تشكيل AuNPs وترسبها على سطح الدعم الحديد 2 يا 3. ويلاحظ سلوك المغناطيسي للجزيئات الحديد 2 يا 3 -Au بسهولة من خلال التلاعب مع حقل مغناطيسي خارجي. في البداية، والحل الحديد 2 يا 3 -Au لها لون ضارب إلى السمرة (الشكل 5B). ومع ذلك، بعد وضع الحل في حقل مغناطيسي خارجي، والحل يتحول تدريجيا واضحا على مدى عدة دقائق كما يتم جمعها في مجملها من جزيئات هجينة المغناطيسية حسب الحقل (الشكل 5C). جمع المغناطيسي هو عكسها، ويمكن النانوية متعددة الوظائف إعادة فرقت عن طريق التحريض على الحل، كما هو مبين في الشكلين 5D و5E. 1 &quot;&gt; وأظهرت قياسات ضوئي؛ ضوحراري التدفئة في الشكل 6A، الذي يرسم التغير في درجة الحرارة بالجملة في حل المشع، ΔT، بوصفها وظيفة من الوقت للهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية، AuNPs، والماء منزوع الأيونات النقي (DI H 2 O)، والحديد 2 يا 3 -Au والاتحاد الافريقي النانوية يحمل ملف تعريف درجة الحرارة متطابقة تقريبا، مع درجات حرارة متزايدة من قبل أكثر من 40 درجة مئوية. ومن الواضح أن الامتصاصية plasmonic كل من الجسيمات النانوية أنواع قادرة على تنبيغ الضوء إلى حرارة بشكل فعال جدا، ولكن والحديد 2 يا 3 -Au تفعل ذلك مع تركيز أقل بكثير من الاتحاد الافريقي، كما نوقش أعلاه. ومن ناحية أخرى، فإن DI H 2 O التجربة تظهر أي تغيير في درجة الحرارة، مما يدل على أن ارتفاع درجات الحرارة في الحلول جسيمات متناهية الصغر هو فقط ويرجع ذلك إلى تبديد الطاقة الكهرومغناطيسية استيعابها في النانوية. ويصف ΔT في الشكل 6A على درجة حرارة التغيير الأكبره، ودرجات الحرارة في المنطقة المشع وبالقرب من أسطح جسيمات متناهية الصغر يمكن أن يكون أعلى من ذلك بكثير. 13 التغير في كتلة الحل، Δm، الذي ينشأ من توليد البخار هو مؤشر واحد من هذه ارتفاع درجات الحرارة. الشكل 6B المؤامرات Δm مقابل الوقت ل الهجين الحديد 2 يا 3 النانوية -Au وDI H 2 O. Δm من أجل حل جسيمات متناهية الصغر هو أكبر بكثير من معدل التبخر الخلفية، مما يدل بما فيه الكفاية درجة حرارة سطح عالية لتوليد البخار بمعدل كبير. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/53598/53598fig1.jpg" /> الشكل 1. تخطيطي لإعداد التدفئة الليزر. يتم وضع كوفيت على نطاق ميكروجرام ومضيئة من شعاع الليزر من فوق. اثنين من الأشعة تحت الحمراء الحرارية قياس درجة حرارة كفيت والمحيطة، على التوالي. تتم مزامنة جميع القياسات وتسجيلها في collecti البياناتعلى البرنامج. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53598/53598fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/53598/53598fig2.jpg" /> 2. الممثل الشكل EDX طيف الهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية. المحور الإحداثي السيني يتوافق مع الطاقة ومحور تنسيق يتوافق مع عدد من التهم الموجهة إليه. وقد وصفت قمم مع العنصر المطابق. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53598/53598fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/53598/53598fig3.jpg" /> الشكل 3. صورة SEM من الهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية. وتأ<html> إيه والمناطق الداكنة هي الحديد 2 يا 3 الجسيمات، التي زينت مع أصغر أكثر إشراقا النانوية الاتحاد الافريقي. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53598/53598fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (4)" src="/files/ftp_upload/53598/53598fig4.jpg" width="400" /> الشكل 4. خصائص بصرية. (A) الأشعة فوق البنفسجية تجاه الامتصاصية أطياف الهجين الحديد 2 يا 3 -Au النانوية، والتي تبين واسع الامتصاصية الضوء المرئي من الحديد 2 يا 3 وذروة plasmonic يعزى إلى النانوية الاتحاد الافريقي قرب 530 نانومتر. (ب) والأشعة فوق البنفسجية تجاه الامتصاصية أطياف الحل المتفاعلة في أوقات مختلفة أثناء عملية التفاعل، والتي تبين الامتصاصية LSPR الناشئة عن تشكيل AuNP في الحل وعلى الحديد 2 يا 3 النانوية.كوم / ملفات / ftp_upload / 53598 / 53598fig4large.jpg &quot;الهدف =&quot; _ فارغة &quot;&gt; الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. <img alt="الرقم 5" src="/files/ftp_upload/53598/53598fig5.jpg" /> الرقم 5. الخواص المغناطيسية صور من الاتحاد الافريقي الحديد 2 يا 3 النانوية؛ (A) تفرقوا في محلول مائي. (ب) التلاعب المغناطيسي (الوقت = 0 ثانية). (C) التلاعب المغناطيسي (الوقت = 2 دقيقة)؛ (D) المغناطيس إزالة. (E) الاتحاد الافريقي الحديد 2 يا 3 النانوية التالية التلاعب المغناطيسي، وتبين أنه يمكن بسهولة إعادة تفرقوا في محلول مائي. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53598/53598fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (6)" src=&quot;/files/ftp_upload/53598/53598fig6.jpg&quot; /&gt; الرقم التجارب 6. ضوئي؛ ضوحراري. المؤامرات يبين التغيير (A) في درجة حرارة المحلول، ΔT، و (ب) فقدان الكتلة، Δm، وظائف من الزمن. تحت إضاءة ليزر، النانوية (الأسود والمنحنيات الحمراء) تولد ΔT كبير والقيم Δm التي هي أكبر بكثير من تلك التي تحدث للالنقي DI H 2 O في ظل ظروف مماثلة (المنحنى الأزرق). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53598/53598fig6large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم .</a>

Watch this Scientific Journal Video about Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating at JoVE.com

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

We describe the synthesis and properties of multifunctional Fe2O3-Au nanoparticles produced by a wet chemical approach and investigate their photothermal properties using laser irradiation. The composite Fe2O3-Au nanoparticles retain the properties of both materials, creating a multifunctional structure with excellent magnetic and plasmonic properties.

هجين متعدد الوظائف الحديد<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; -Au النانوية لالتدفئة Plasmonic كفاءة

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to ...

multifunctional-hybrid-fe2o3-au-nanoparticles-for-efficient-plasmonic

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

13.6K Views.  Savannah River National Laboratory. We describe the synthesis and properties of multifunctional Fe2O3-Au nanoparticles produced by a wet chemical approach and investigate their photothermal properties using laser irradiation. The composite Fe2O3-Au nanoparticles retain the properties of both materials, creating a multifunctional structure with excellent magnetic and plasmonic properties.

Video: Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

Optical Trapping of Nanoparticles

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping and manipulating small biological particles. Ashkin and co-workers first demonstrated optical tweezers using a single focused beam1. The single beam trap can be described accurately using the perturbative gradient force formulation in the case of small Rayleigh regime particles1. In the perturbative regime, the optical power required for trapping a particle scales as the inverse fourth power of the particle size. High optical powers can damage dielectric particles and cause heating. For instance, trapped latex spheres of 109 nm in diameter were destroyed by a 15 mW beam in 25 sec1, which has serious implications for biological matter2,3.
A self-induced back-action (SIBA) optical trapping was proposed to trap 50 nm polystyrene spheres in the non-perturbative regime4. In a non-perturbative regime, even a small particle with little permittivity contrast to the background can influence significantly the ambient electromagnetic field and induce a large optical force. As a particle enters an illuminated aperture, light transmission increases dramatically because of dielectric loading. If the particle attempts to leave the aperture, decreased transmission causes a change in momentum outwards from the hole and, by Newton's Third Law, results in a force on the particle inwards into the hole, trapping the particle. The light transmission can be monitored; hence, the trap can become a sensor. The SIBA trapping technique can be further improved by using a double-nanohole structure.
The double-nanohole structure has been shown to give a strong local field enhancement5,6. Between the two sharp tips of the double-nanohole, a small particle can cause a large change in optical transmission, thereby inducing a large optical force. As a result, smaller nanoparticles can be trapped, such as 12 nm silicate spheres7 and 3.4 nm hydrodynamic radius bovine serum albumin proteins8. In this work, the experimental configuration used for nanoparticle trapping is outlined. First, we detail the assembly of the trapping setup which is based on a Thorlabs Optical Tweezer Kit. Next, we explain the nanofabrication procedure of the double-nanohole in a metal film, the fabrication of the microfluidic chamber and the sample preparation. Finally, we detail the data acquisition procedure and provide typical results for trapping 20 nm polystyrene nanospheres.

The following setup approach details low power optical trapping of dielectric nanoparticles using a double-nanohole in metal film.

البصرية محاصرة من الجسيمات النانوية

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping ...

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on photoconduction, which has been one of the most commonly used techniques for terahertz generation 1-8. Terahertz generation in a photoconductive emitter is achieved by pumping an ultrafast photoconductor with a pulsed or heterodyned laser illumination. The induced photocurrent, which follows the envelope of the pump laser, is routed to a terahertz radiating antenna connected to the photoconductor contact electrodes to generate terahertz radiation. Although the quantum efficiency of a photoconductive emitter can theoretically reach 100%, the relatively long transport path lengths of photo-generated carriers to the contact electrodes of conventional photoconductors have severely limited their quantum efficiency. Additionally, the carrier screening effect and thermal breakdown strictly limit the maximum output power of conventional photoconductive terahertz sources. To address the quantum efficiency limitations of conventional photoconductive terahertz emitters, we have developed a new photoconductive emitter concept which incorporates a plasmonic contact electrode configuration to offer high quantum-efficiency and ultrafast operation simultaneously. By using nano-scale plasmonic contact electrodes, we significantly reduce the average photo-generated carrier transport path to photoconductor contact electrodes compared to conventional photoconductors 9. Our method also allows increasing photoconductor active area without a considerable increase in the capacitive loading to the antenna, boosting the maximum terahertz radiation power by preventing the carrier screening effect and thermal breakdown at high optical pump powers. By incorporating plasmonic contact electrodes, we demonstrate enhancing the optical-to-terahertz power conversion efficiency of a conventional photoconductive terahertz emitter by a factor of 50 10.

We describe methods for the design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive emitters, which offer two orders of magnitude higher terahertz power levels compared to conventional photoconductive emitters.

تصميم وتصنيع، والتجريبية توصيف Plasmonic بواعث تيراهيرتز موصل كهربائي بفعل الضوء

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information support1,2,3. In this context, metal nanowires are especially desirable for realizing dense routing networks4. A prerequisite to operate such shared nanowire-based platform relies on our ability to electrically contact individual metal nanowires and efficiently excite surface plasmon polaritons5 in this information support. In this article, we describe a protocol to bring electrical terminals to chemically-synthesized silver nanowires6 randomly distributed on a glass substrate7. The positions of the nanowire ends with respect to predefined landmarks are precisely located using standard optical transmission microscopy before encapsulation in an electron-sensitive resist. Trenches representing the electrode layout are subsequently designed by electron-beam lithography. Metal electrodes are then fabricated by thermally evaporating a Cr/Au layer followed by a chemical lift-off. The contacted silver nanowires are finally transferred to a leakage radiation microscope for surface plasmon excitation and characterization8,9. Surface plasmons are launched in the nanowires by focusing a near infrared laser beam on a diffraction-limited spot overlapping one nanowire extremity5,9. For sufficiently large nanowires, the surface plasmon mode leaks into the glass substrate9,10. This leakage radiation is readily detected, imaged, and analyzed in the different conjugate planes in leakage radiation microscopy9,11. The electrical terminals do not affect the plasmon propagation. However, a current-induced morphological deterioration of the nanowire drastically degrades the flow of surface plasmons. The combination of surface plasmon leakage radiation microscopy with a simultaneous analysis of the nanowire electrical transport characteristics reveals the intrinsic limitations of such plasmonic circuitry.

Silver nanowires can simultaneously transport electrons and optical information in the form of surface plasmons. A procedure is described here to realize such a shared circuitry and the limitations at propagating both information carriers are evaluated.

تقييم النقل Plasmonic في سيلفر الحالية الحاملة الأسلاك المتناهية الصغر

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information ...

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

We demonstrate how optical tweezers may provide a sensitive tool to analyze the fluidic vibrations generated by the movement of small aquatic organisms. A single gold nanoparticle held by an optical tweezer is used as a sensor to quantify the rhythmic motion of a Nauplius larva (Artemia salina) in a water sample. This is achieved by monitoring the time dependent displacement of the trapped nanoparticle as a consequence of the Nauplius activity. A Fourier analysis of the nanoparticle&#39;s position then yields a frequency spectrum that is characteristic to the motion of the observed species. This experiment demonstrates the capability of this method to measure and characterize the activity of small aquatic larvae without the requirement to observe them directly and to gain information about the position of the larvae with respect to the trapped particle. Overall, this approach could give an insight on the vitality of certain species found in an aquatic ecosystem and could expand the range of conventional methods for analyzing water samples.

Analyzing the Movement of the Nauplius 'Artemia salina' by Optical Tracking of Plasmonic Nanoparticles

We use optical tracking of plasmonic nanoparticles to probe and characterize the frequency movements of aquatic organisms.

تحليل حركة اليرقات &#39;<em&gt; الأرتيميا سالينا</em&gt; من خلال تتبع بصري من Plasmonic النانوية

We demonstrate how optical tweezers may provide a sensitive tool to analyze the fluidic vibrations generated by the movement of small aquatic organisms. A ...

Energy Dispersive X-ray Tomography for 3D Elemental Mapping of Individual Nanoparticles

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial resolution, and is even capable of providing atomically resolved elemental maps. In this technique, a highly focused electron beam is incident upon a thin sample and the energy of emitted X-rays is measured in order to determine the atomic species of material within the beam path. This elementally sensitive spectroscopy technique can be extended to three dimensional tomographic imaging by acquiring multiple spectrum images with the sample tilted along an axis perpendicular to the electron beam direction.
Elemental distributions within single nanoparticles are often important for determining their optical, catalytic and magnetic properties. Techniques such as X-ray tomography and slice and view energy dispersive X-ray mapping in the scanning electron microscope provide elementally sensitive three dimensional imaging but are typically limited to spatial resolutions of &gt; 20 nm. Atom probe tomography provides near atomic resolution but preparing nanoparticle samples for atom probe analysis is often challenging. Thus, elementally sensitive techniques applied within the scanning transmission electron microscope are uniquely placed to study elemental distributions within nanoparticles of dimensions 10-100 nm.
Here, energy dispersive X-ray (EDX) spectroscopy within the STEM is applied to investigate the distribution of elements in single AgAu nanoparticles. The surface segregation of both Ag and Au, at different nanoparticle compositions, has been observed.

The use of energy dispersive X-ray tomography in the scanning transmission electron microscope to characterize elemental distributions within single nanoparticles in three dimensions is described.

التصوير المقطعي الطاقة المتشتتة الأشعة السينية ل3D عنصري رسم الخرائط من الجسيمات النانوية الفردية

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial ...

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus have potential applications in nonlinear optics, which requires extraordinary optical intensity. One of the most studied nonlinearities in plasmonics is nonlinear absorption, including saturation and reverse saturation behaviors. Although scattering and absorption in nanoparticles are closely correlated by the Mie theory, there has been no report of nonlinearities in plasmonic scattering until very recently. 
Last year, not only saturation, but also reverse saturation of scattering in an isolated plasmonic particle was demonstrated for the first time. The results showed that saturable scattering exhibits clear wavelength dependence, which seems to be directly linked to the localized surface plasmon resonance (LSPR). Combined with the intensity-dependent measurements, the results suggest the possibility of a common mechanism underlying the nonlinear behaviors of scattering and absorption. These nonlinearities of scattering from a single gold nanosphere (GNS) are widely applicable, including in super-resolution microscopy and optical switches. 
In this paper, it is described in detail how to measure nonlinearity of scattering in a single GNP and how to employ the super-resolution technique to enhance the optical imaging resolution based on saturable scattering. This discovery features the first super-resolution microscopy based on nonlinear scattering, which is a novel non-bleaching contrast method that can achieve a resolution as low as l/8 and will potentially be useful in biomedicine and material studies.

Saturable and reverse saturable scattering were discovered in isolated plasmonic particles and adopted as a novel non-bleaching contrast method in super-resolution microscopy. Here the experimental procedures of detecting and extracting nonlinear scattering are explained in detail, as well as how to enhance resolution with the aid of saturated excitation microscopy.

قياس التشتت الغير خطية من الجسيمات النانوية Plasmonic واحدة

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

Plasmonic Trapping and Release of Nanoparticles in a Monitoring Environment

Plasmonic tweezers use surface plasmon polaritons to confine polarizable nanoscale objects. Among the various designs of plasmonic tweezers, only a few can observe immobilized particles. Moreover, a limited number of studies have experimentally measured the exertable forces on the particles. The designs can be classified as the protruding nanodisk type or the suppressed nanohole type. For the latter, microscopic observation is extremely challenging. In this paper, a new plasmonic tweezer system is introduced to monitor particles, both in directions parallel and orthogonal to the symmetric axis of a plasmonic nanohole structure. This feature enables us to observe the movement of each particle near the rim of the nanohole. Furthermore, we can quantitatively estimate the maximal trapping forces using a new fluidic channel.

A microchip fabrication process that incorporates plasmonic tweezers is presented here. The microchip enables the imaging of a trapped particle to measure maximal trapping forces.

Plasmonic اصطياد والإفراج عن النانوية في بيئة المراقبة

Plasmonic tweezers use surface plasmon polaritons to confine polarizable nanoscale objects. Among the various designs of plasmonic tweezers, only a few ...

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Here, we demonstrate the incorporation of monovalent cation additives into CH3NH3PbI3 perovskite in order to adjust the optical, excitonic, and electrical properties. The possibility of doping was investigated by adding monovalent cation halides with similar ionic radii to Pb2+, including Cu+, Na+, and Ag+. A shift in the Fermi level and a remarkable decrease of sub-bandgap optical absorption, along with a lower energetic disorder in the perovskite, was achieved. An order-of-magnitude enhancement in the bulk hole mobility and a significant reduction of transport activation energy within an additive-based perovskite device was attained. The confluence of the aforementioned improved properties in the presence of these cations led to an enhancement in the photovoltaic parameters of the perovskite solar cell. An increase of 70 mV in open circuit voltage for AgI and a 2 mA/cm2 improvement in photocurrent density for NaI- and CuBr-based solar cells were achieved compared to the pristine device. Our work paves the way for further improvements in the optoelectronic quality of CH3NH3PbI3 perovskite and subsequent devices. It highlights a new avenue for investigations on the role of dopant impurities in crystallization and controls the electronic defect density in perovskite structures.

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Here, we present a protocol to adjust the properties of solution-processed CH3NH3PbI3 through the incorporation of monovalent cation additives in order to achieve highly efficient perovskite solar cells.

أحادي التكافؤ الموجبة المنشطات من CH<sub&gt; 3</sub&gt; NH<sub&gt; 3</sub&gt; PBI<sub&gt; 3</sub&gt; لكفاءة الخلايا الشمسية Perovskite

Here, we demonstrate the incorporation of monovalent cation additives into CH3NH3PbI3 perovskite in order to adjust the optical, excitonic, and electrical ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering thermal wave fields that are disturbed by the defect. This effect is measured and used to locate the defect. We form the destructively interfering wave fields by using a modified projector. The original light engine of the projector is replaced with a fiber-coupled high-power diode laser. Its beam is shaped and aligned to the projector&#39;s spatial light modulator and optimized for optimal optical throughput and homogeneous projection by first characterizing the beam profile, and, second, correcting it mechanically and numerically. A high-performance infrared (IR) camera is set up according to the tight geometrical situation (including corrections of the geometrical image distortions) and the requirement to detect weak temperature oscillations at the sample surface. Data acquisition can be performed once a synchronization between the individual thermal wave field sources, the scanning stage, and the IR camera is established by using a dedicated experimental setup which needs to be tuned to the specific material being investigated. During data post-processing, the relevant information on the presence of a defect below the surface of the sample is extracted. It is retrieved from the oscillating part of the acquired thermal radiation coming from the so-called depletion line of the sample surface. The exact location of the defect is deduced from the analysis of the spatial-temporal shape of these oscillations in a final step. The method is reference-free and very sensitive to changes within the thermal wave field. So far, the method has been tested with steel samples but is applicable to different materials as well, in particular to temperature sensitive materials.

This method aims at locating vertical subsurface defects. Here, we couple a laser with a spatial light modulator and trigger its video input to heat a sample surface deterministically with two anti-phased modulated lines while acquiring highly resolved thermal images. The defect position is retrieved from evaluating thermal wave interference minima.

توطين العيوب تحت السطح عن طريق التدفئة المنظمة باستخدام الليزر الحرارية الحرارية المتوقعة

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Controllable Nucleation of Cavitation from Plasmonic Gold Nanoparticles for Enhancing High Intensity Focused Ultrasound Applications

In this study, plasmonic gold nanoparticles were simultaneously exposed to pulsed near-infrared laser light and high intensity focused ultrasound (HIFU) for the controllable nucleation of cavitation in tissue-mimicking gel phantoms. This in vitro protocol was developed to demonstrate the feasibility of this approach, for both enhancement of imaging and therapeutic applications for cancer. The same apparatus can be used for both imaging and therapeutic applications by varying the exposure duration of the HIFU system. For short duration exposures (10 &#181;s), broadband acoustic emissions were generated through the controlled nucleation of inertial cavitation around the gold nanoparticles. These emissions provide direct localization of nanoparticles. For future applications, these particles may be functionalized with molecular-targeting antibodies (e.g. anti-HER2 for breast cancer) and can provide precise localization of cancerous regions, complementing routine diagnostic ultrasound imaging. For continuous wave (CW) exposures, the cavitation activity was used to increase the localized heating from the HIFU exposures resulting in larger thermal damage in the gel phantoms. The acoustic emissions generated from inertial cavitation activity during these CW exposures was monitored using a passive cavitation detection (PCD) system to provide feedback of cavitation activity. Increased localized heating was only achieved through the unique combination of nanoparticles, laser light and HIFU. Further validation of this technique in pre-clinical models of cancer is necessary.

This protocol demonstrates the controllable nucleation of cavitation in gel phantoms, through simultaneous exposure to both near-infrared pulsed laser light and high intensity focused ultrasound (HIFU). The cavitation activity can then be used for enhancing imaging and/or therapeutic uses of HIFU.

وركز التنو يمكن السيطرة عليها من التجويف من جسيمات نانوية الذهب Plasmonic لتعزيز كثافة عالية تطبيقات الموجات فوق الصوتية

In this study, plasmonic gold nanoparticles were simultaneously exposed to pulsed near-infrared laser light and high intensity focused ultrasound (HIFU) ...