KimyaKongreleri.org

IS-TR-05
Anisotropik Şekilli Altın Nanoparçacıklarının Sentezi, Karakterizasyonu ve Fonksiyonlandırılması
Emren Nalbant Esentürk1 , Angela Hight Walker 2
1
2
Orta Doğu Teknik Üniversitesi FEF Kimya Bölümü
RadiationandBiomolecularPhysicsDivision, NIST, USA
Soymetal nanoparçacıkları boyut ve şekillerine bağlı olarak optoelektronik özellik gösterirler. Özellikle
şekilleri alışılagelmişin dışında olanlar (üçgen, kare, çubuk) algılama ve görüntüleme uygulama alanlarında
(örn. Yüzey geliştirilmiş Raman saçılma (SERS) spektroskopisi) sıklıkla kullanım olanağı bulmuşlardır.[1] Son
yıllarda değişik şekil ve boyutlarda metal nanoparçacıklar üretebilmek için sentez metotları geliştirilmiş ve
yenileri halen geliştirilmektedir. Bunların yanı sıra, soymetalnanoparçacıklarınınyüzeylerinin biyolojik
moleküller, polimerler veya altın, gümüş, platin gibi farklı bir metal ile kaplanarak fonksiyonel özelliklerinin
arttırılması her geçen gün artarak önem kazanmaktadır.
Bu çalışmanın amacı yıldız şekilli nanoparçacıkları sentezlemek, bu parçacıklara manyetik karakter aşılayarak
fonksiyonel özelliklerini güçlendirmek ve bu parçacıkların SERS substratı olarak uygulamalarını incelemektir.
Bu amaç çerçevesinde, yıldız şekilli altın nanoparçacıkları su bazlı ortamda, “seed -mediatedgrowth”
metoduile hazırlanmış ve UV-vis spektroskopisi, geçirmeli elektron mikroskobu (FETEM) teknikleriyle
karakterize edilmiştir.[2] Bu parçacıklara manyetik özellik aşılanması ise nano-yıldızların yüzeylerinde demir
(II) ve demir (III) tuzlarının indirgenmesiyle gerçekleştirilmiştir. Demir oksit kaplanmış yıldız
nanoparçacıklarınınşekilleri ve kimyasal yapıları FETEM / EDS çalışmaları ile incelenmiştir. Bu analizler nanoyıldızların yüzeyinde kalınlığı 1 nm ve 5 nm arasında değişen demir oksit tabakasının olduğunu göstermiştir.
Bu tabakadaki demirin oksidasyon sayısı X-ray fotoelektron spektroskopi (XPS) analizi sonucunda ortaya
çıkmış ve tabakanın demir (III) oksit olduğu anlaşılmıştır. Süper -iletken kuantum girişim cihazı (SQUID)
analizleri ile gerçekleştirilen manyetik özellik çalışmaları, bu tabakanın antiferromagnetik özelliğini ortaya
çıkarmıştır. Bunlara ek olarak nano-yıldızların SERS substratları olarak kullanılması incelenmiş ve demir oksit
ile kaplanmalarından sonra bile SERS aktivitelerini korudukları gözlemlenmiştir.
Sonuç olarak, hem manyetik hem de optik özelliklere sahip olma sı bu yeni nanoparçacık sisteminin biyomolekül ayrıştırılması, algılama ve görüntüleme gibi birçok biyo-analitik uygulamalarda kullanılmasına
imkânsağlamaktadır. Bu çalışma ile hızla gelişmekte olan çok amaçlı nano-malzemeler ailesine bir katkıda
bulunulduğuna inanılmaktadır.
KAYNAKLAR
[1]Eustis, S.; El-Sayed, M. ChemicalSocietyReviews35, 209-217, 2006.
[2] Esenturk, E. N.;Walker, A. R. H. Journal of Raman Spectroscopy40, (1 ), 86 -9, 2009.
20
KimyaKongreleri.org
IS-EN-05
Synthesis, Characterization and Functionalization of Gold Nanaoparticles with Anisotropic Morphologies
Emren Nalbant Esentürk1 , Angela Hight Walker 2
1
Middle East Technical University, Departmant of Chemistry, Ankara, Turkey
2
Radiation and Biomolecular Physics Division, NIST, USA
Noble metal nanoparticles show size and shape dependent optoelectronic properties. In particular, the
particles with anisotropic morphologies are great candidates to be used in bio-analytical sensing and imaging
applications such as surface enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy [1]. Various methods have
been developed to synthesize metal nanoparticles with different size and shapes. Also, surface modification
of these particles with different materials such as bio-molecules, polymers, or different metals (i.e. gold,
silver, platinum) to enhance the functional properties has become increasingly important.
The aim of this study is to synthesize star-shaped gold nanoparticles with magnetic coating and investigate
their potential applications. Star-shaped gold nanoparticles were prepared in aqueous solutions by the seedmediated growth method and characterization of the nanostars was performed via UV-vis spectroscopy and
transmission electron microscopy (TEM) [2]. The magnetic coating was achieved by reducing iron (II) and
iron (III) salts on the nanoparticle surface. Morphological and chemical composition characterizations of
these composite nanomaterials were performed via field-emission transmission electron microscopy /
energy dispersive spectroscopy (FE-TEM /EDS) studies. The analysis reveals the nanoparticles have a coating
with thickness of approximately 1 nm - 5 nm. The layer on the nanoparticles was determined to be Fe 2 O3
with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS ). The magnetic property studies via superconducting quantum
interference device magnetometer (SQUID) revealed an antiferromagnetic behavior of the magnetic coating.
SERS spectroscopy performed with crystal violet as the probe molecule confirms con tinued strong SERS
activity for gold nanostars after the iron oxide coating.
As a result, having both magnetic and plasmonic properties in one nanoparticle system makes these particles
suitable for various bio-analytical applications such as biomolecule s eparation, sensing and magnetic
imaging. We believe, this new material is an exciting addition to the growing class of bi -functional
nanostructures.
KAYNAKLAR
[1] Eustis, S.; El-Sayed, M. Chemical Society Reviews 35, 209-217, 2006.
[2] Esenturk, E. N.; Walker, A. R. H. Journal of Raman Spectroscopy 40, (1 ), 86-9, 2009.
21
KimyaKongreleri.org