Optimalizace metodiky přípravy a charakterizace koloidních roztoků zlatých nanokrychlí

Abstract

Cílem předkládané diplomové práce je optimalizace metodiky přípravy a charakterizace koloidních roztoků zlatých nanokrychlí. Pro účely syntézy byla zvolena metoda přerůstání zárodků. Optimalizací metodiky bylo dosaženo syntézy konzistentně reprodukovatelných koloidních roztoků konkávních nanokrychlí s průměrnou tvarovou výtěžností okolo 90 % a relativními směrodatnými odchylkami charakteristických rozměrů pod 15 %. Pro charakterizaci byla zvolena kombinace metod rastrovací elektronové mikroskopie, absorpční spektroskopie a numerických simulací metodou hraničních prvků. Zmíněná kombinovaná charakterizace vede na modely pro evaluaci velikosti a konkávnosti nanokrychlí. Konkávnost nanokrychlí je důležitým parametrem pro ovlivňování rezonanční frekvence lokalizovaného povrchového plazmonu. Z toho důvodu je představena kombinace několika predikčních modelů za účelem zvýšení přesnosti evaluace morfologie nanočástic založené na in-situ charakterizaci. V práci je taktéž nastíněn široký aplikační potenciál zlatých nanočástic se zaměřením na uplatnění právě konkávních nanokrychlí.

The aim of this thesis is an optimization of colloidal gold nanocubes synthesis and characterization. The synthesis via seeded growth method was used for this purpose. The optimized synthesis methodology results in the consistently reproducible concave gold nanocube colloids with average yield around 90 % and average relative standard deviations of characteristic size bellow 15 %. The combination of scanning electron microscopy and absorption spectroscopy accompanied by computer simulations using boundary element method were used as tools for the characterization. The combined characterization leads to size and concavity evaluation models. The concavity of a nanocube appears to be important for the influence on the localized surface plasmon resonant frequency. Thus, a combination of several prediction models is introduced in order to reach higher accuracy in the evaluation of nanoparticle morphology based on in-situ characterization. Moreover, large application potential of gold nanoparticles, especially focused on concave cubic morphology, is outlined.