Metody funkcionalizace nanočástic s využitím organokovových sloučenin

Bc. Kateřina Prouzová

Master's thesis

The methods of nanoparticles functionalization using organometallic compounds

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá možnostmi přípravy a funkcionalizace zlatých nanočástic. Zlaté nanočástice mají velký potenciál pro budoucí využití, ať už pro aplikace v medicíně pro cílený transport látek, nebo jako katalyzátory v chemické syntéze. Pro veškeré jejich využití je důležité připravit tyto nanočástice stabilní a s možností cílené funkcionalizace povrchu. Součástí práce je literární rešerše zabývající se samoorganizovanými monovrstvami (SAM), možnostmi jejich přípravy a využitím. V další části jsou popsány způsoby přípravy zlatých nanočástic, funkcionalizace a jsou zde naznačeny potenciální možnosti jejich aplikace. Běžně využívanými látkami pro funkcionalizaci povrchu zlatých nanočástic jsou thioly, v této práci se zabývám alternativní možností funkcionalizace pomocí organokovových sloučenin, konkrétně s použitím organokovových sloučenin cínu, které by mohly být schopny navázat uhlíkové řetězce na zlatý povrch přímo vytvořením vazby Au-C. Součástí experimentální části práce je příprava zlatých nanočástic stabilizovaných trifenylfosfinem postupy popsanými v literatuře, snaha o výměnu slabě vázaného fosfinového ligandu za n-butylové řetězce pomocí hexabutyldicínu a také pokusy o alternativní přípravu zlatých nanočástic s použitím hexabutyldicínu současně jako redukčního činidla i stabilizátoru. Výsledky pokusů o alternativní přípravu zlatých nanočástic naznačují, že tento způsob je možný, ale připravené nanočástice vykazují odlišné vlastnosti, než částice vzniklé výměnou povrchového ligandu. Spektra naměřená po modifikaci částic výměnou povrchových ligandů vypovídají o tom, že trifenylfosfin byl skutečně nahrazen n-butylovými řetězci, ačkoliv nelze prokazatelně určit, zda došlo k vytvoření přímé vazby Au-C.

Abstract:

This thesis deals with possibilities of preparation and further functionalisation of gold nanoparticles. The gold nanoparticles exhibit great potential for future utilization for example in medicine for targeted drug delivery or in chemistry as a catalyst. For all kinds of their applications it is necessary to prepare them stable and with the possibility of further surface functionalisation. A part of this work is a review on self-assembled monolayers (SAM), in which the ways to prepare and use them are mentioned. In the next part, ways to prepare and use gold nanoparticles are described. Compounds usually used for functionalisation of gold nanoparticles are thiols; in this work I deal with an alternative way of functionalisation with organometallic compounds, to be specific with organotin compounds, which could be able to cause bonding of alkyl chains to gold surfaces directly via Au-C bond. In the experimental part, the preparation of triphenylphosphine stabilised gold nanoparticles according to the literature procedure, attempt to replace triphenylphosphine ligand with n-butyl chains using hexabutylditin and also experiments of alternative preparation of gold nanoparticles using hexabutylditin as a reduction and stabilising agent are described. The results of the experiments on alternative preparation of gold nanoparticles suggest that this kind of preparation is possible but the prepared nanoparticles possess different qualities than the nanoparticles prepared by the ligand exchange reaction. The spectra measured after the surface modification by the ligand exchange suggest that triphenylphosphine was really replaced by n-butyl chains although there is no direct evidence that Au-C bond was created.

Keywords

Zlaté nanočástice, výměna ligandu, organokovové deriváty cínu, self-assembly

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2016

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Ivan Stibor, CSc.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Nanotechnology / Nanomaterials