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金纳米棒的生长机制：分子动力学模拟揭示的尖端-表面曲率效应
摘要： 理解金纳米棒（AuNRs）在胶体合成过程中的各向异性生长机制对于控制纳米晶体的尺寸和形貌至关重要，从而能够调控其性能以应用于广泛的研究和技术领域。为探究十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）包覆层在AuNRs各向异性生长机制中的作用，我们采用分子动力学（MD）模拟方法构建了计算模型——该模型明确考虑了金表面曲率对CTAB吸附的影响，从而区分了平坦表面与弯曲表面（分别代表生长中AuNRs的侧面和尖端晶面）上的CTAB排布差异。研究证实：相较于平坦表面，弯曲表面会产生更低的CTAB覆盖密度和更大的胶束间隙。通过伞形采样模拟，我们测定了自由能分布曲线，证实弯曲表面环境更利于[AuBr2]?物种从溶液向金表面迁移（相比平坦表面）。无偏置的长程分子动力学模拟也验证了伞形采样结果。因此，[AuBr2]?通过尖端环境的扩散比侧面环境更有利。这表明表面曲率是各向异性生长机制的关键要素。
关键词： 分子动力学、生长机制、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、伞形采样、表面曲率、金纳米棒合成
更新于2025-09-12 10:27:22
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哑铃状二氧化硅包覆金纳米棒及其等离子体特性
摘要： 具有哑铃状形态的二氧化硅包覆金纳米棒（可在单一纳米结构中实现双重功能化）在传感和生物成像等应用领域备受关注。我们详细研究了调控金纳米棒表面二氧化硅包覆形态的可行性。该二氧化硅壳层可呈现圆柱状或哑铃状两种形貌。在金纳米棒浓度恒定的条件下，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与正硅酸乙酯（TEOS）的浓度比例是决定金纳米棒表面可沉积二氧化硅量的关键因素——因为TEOS会向金纳米棒表面扩散。我们还探究了不同形貌对表面增强拉曼散射（SERS）性能的影响，发现二氧化硅包覆的哑铃状金纳米棒具有最显著的SERS增强效应。本研究在调控二氧化硅包覆金纳米棒哑铃形态方面具有重要意义，最终将拓展这类等离激元纳米材料的应用范围。
关键词： 表面增强拉曼散射（SERS）、正硅酸乙酯（TEOS）、等离激元特性、哑铃状形貌、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、二氧化硅包覆金纳米棒
更新于2025-09-12 10:27:22