تثبيت جسيمات ذهب نانوية داخل بوليمرات عضوية مسامية للتحكم في نشاطهم الحفاز

نشرت المجموعة البحثية بقيادة الدكتور محمد الكردي، مدير مشارك بمركز علوم المواد (CMS) في مدينة زويل للعلوم والتكنولوجيا، دراستهم الأخيرة التي توضح مسار جديد لدمج جسيمات الذهب (Au) النانوية داخل البوليمرات العضوية المسامية المتناهية الصغر في RSC Advances والتي تنشرها Royal Society of Chemistry، وذلك في 4 أكتوبر 2016.

هناك أهمية علمية ورغبة واسعة في استخدام خصائص جسيمات الذهب النانوية، وخاصة في مجال استشعار الجزيئات البيولوجية والتحفيز الكيميائي، مما يحث العلماء للتحقيق في عدة مسارات بديلة لتسخير هذه الصفات المرغوبة.

يمكن استخدام جسيمات الذهب النانوية في شكل محلول سائل، ولكن إعادة التدوير في هذه الحالة لعمل جولات حفازة أخرى باستخدام نفس السال يشكل تحديًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن حجمها الذي يبلع بضعة نانوميترات، يزيد من صعوبة إعادة التدوير عن طريق الترشيح من خليط التفاعل.

صمم فريق البحث استراتيجية باستخدام البوليمرات العضوية المسامية للمساعدة في تجميد حركة جسيمات الذهب النانوية، بينما في نفس الوقت تسمح للمتفاعلات الصغيرة بالوصول إليها. وبدأوا ذلك من خلال ربط جزيئات عضوية محددة بمثابة مقابض على سطح جسيمات الذهب النانوية، والتي من خلالها يمكن لاحقاً بناء البوليمر المسامي المتناهي الصغر حول جسيمات الذهب عن طريق تفاعل كيميائي.

عرضت الدراسة المسامات المتناهية الصغر الدائمة لهذه البوليمرات العضوية التي تحتوي على جسيمات الذهب، حيث يتم تحديد حجم المسام داخل البوليمرات حسب الجزيئيات البدائية المستخدمة في تصنيعها. كما يمكن التحكم في كمية جسيمات الذهب النانوية المحملة داخل هذه المواد بسهولة من خلال التحكم في نسبة المواد المتفاعلة في بداية التفاعل الكيميائي.

قام الفريق البحثي باستخدام تقنيات القياسات الكهروكيميائية لإظهار إمكانية البوليمر التحكم في وصول المواد المتفاعلة إلى سطح جسيمات الذهب النانوية. بفتح هذا العمل أبواب جديدة لاستخدامات أكثر عملية للمعادن مثل الذهب، استهدافاً لتطبيقات في مجالات التحفيز الكهربائي الغير المتجانس.

تم تمويل هذا المشروع من قبل مدينة زويل ومنحة صندوق العلوم والتنمية التكنولوجية ID-6125.