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 據悉， 在斯坦福大學，發現這一實驗現象的科學家說，一項再正常不過的實驗卻產生了“令人眼花繚亂”的驚喜，即發現了使用水滴形成金納米顆粒和納米線的新方法。

      研究負責人Richard Zare作為人文科學院的化學家和美國斯坦福大學生物學交叉學科（Bio-X）研究計劃的聯合創始人，他表示，這項技術于4月19日在Nature Communications雜志上發表，這是化學家們對液滴在化學領域的最新發現，可能會產生更環保的方法生產黃金和其他金屬納米粒子。

      斯坦福大學國際著名物理化學、分析化學家Richard N. Zare說：“能夠在水中發生反應意味著你不必擔心污染，這就是綠色化學，”

貴金屬

      黃金之所以被稱為貴金屬，是因為它相對來說不易與其他物質發生反應。與通常的鎳和銅等金屬不同，金不易被腐蝕和被氧化，這也是它成為主流首飾的原因之一。

      然而，在20世紀80年代中期，科學家們發現，黃金的化學惰性只是在宏觀尺度上表現出來。在納米尺度上，金顆粒具有非常高的化學反應性并且是優異的催化劑。如今，金納米結構已經在各種應用中發揮作用，包括生物成像，藥物輸送，有毒氣體檢測和生物傳感器等方面。

      然而，直到現在，制造金納米粒子唯一可靠的方法是將金的前驅體氯金酸與還原劑硼氫化鈉反應。

      該反應將電子從還原劑轉移至氯金酸，并在此過程中釋放出金原子。根據金原子的結合規律，可以將它們形成納米級的珠子，金屬絲，棒，棱鏡等不同形狀。

噴灑出的金子

      最近，Zare和他的同事們想知道這種生產黃金的反應是否與微小的微米級氯金酸和硼氫化鈉液滴發生反應有所不同。微滴的大小是多少？ Zare說：“這就像擠壓一個香水瓶，它會噴出一滴微滴。”

      從以前的實驗中，科學家們知道微滴中的一些化學反應速率比在大體積的溶液中要快得多。

      事實上，研究小組觀察到金納米粒子在微滴中的生長速度快了超過了10萬倍。然而，最引人注目的觀察發現，在進行對照實驗時，他們用微水滴替代了通常釋放金顆粒的還原劑。

      該研究的第一作者Jae Kyoo Lee表示：“對于發現金的納米結構可以在沒有添加任何還原劑的情況下制備出來的這一現象，我們也十分困惑。”

      通過電子顯微鏡觀察發現，金納米粒子和納米線似乎融合在一起，就像樹枝上的漿果簇。

      這個驚奇的發現意味著純水微滴可以用作生產金納米結構的微反應器。該研究的共同作者Devareena Samanta，同時也是Zare實驗室之前的研究生和論文的共同作者。他說：“更多的證據表明，水滴中的反應與散裝水中的反應完全不同。”

      Zare說，如果這個反應過程可以規模化，那么它可以消除具有一定潛在毒性的還原劑的需求，從而減少有害身體健康的副作用或降低水路的污染。

      目前還不清楚為什么水微滴能夠代替該反應中的還原劑。一種可能性是將水轉化為微滴大大增加了它的比表面積，為在空氣——水界面形成強電場提供了機會，這也促進金納米顆粒和納米線的形成。

      “一升水燒杯上面的表面積小于一平方米，但如果你將燒杯中的水變成微滴，你將獲得大約3000平方米的表面積，這大約有一半的足球場那么大。”Zare說。

      該團隊正在探索如何利用納米結構進行各種催化和生物醫學的應用，并改進其制造金膜的技術。