Czepiel Michał

Zakład Chemii Nieorganicznej
Pracownia Teorii i Zastosowań elektrod

Węglowe nanostruktury dekorowane nanocząstkami złota

Michał Czepiel

Promotor: dr hab. Agnieszka Więckowska
Opiekun: mgr Maciej Dzwonek

Celem pracy jest opracowanie metody tworzenia matrycy na bazie zredukowanego tlenku grafenu oraz klasterów złota zdolnej do efektywnego kotwiczenia układów biologicznie ważnych, np. enzymów.

Klastery złota posiadają unikalne właściwości elektryczne i optyczne, które odbiegają od właściwości nanocząstek złota oraz materiału objętościowego. Dodatkowym atutem jest możliwość modyfikowania powierzchni złota, tak by wiązać cząsteczki niezbędne do niekowalencyjnego kotwiczenia enzymów. Klastery złota otrzymano przy zastosowaniu modyfikowanej metody Brusta-Shiffrina opartej na redukcji jonów złota przy użyciu silnego reduktora w obecności związków stabilizujących takich jak tiolowe pochodne hydrochinonu. Otrzymane klastery scharakteryzowano za pomocą spektroskopii elektronowej w zakresie światła widzialnego oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej i metody dynamicznego rozpraszania światła.

Tlenek grafenu otrzymany został zmodyfikowana metodą Hummersa-Offemana, w której do reakcji wykorzystano nadmanganian potasu, kwas siarkowy (VI) oraz nadtlenek wodoru. Tlenek grafenu był następnie redukowany elektrochemicznie. W pracy porównano dwie metody otrzymywania warstw zredukowanego tlenku grafenu na powierzchni elektrod węglowych. Charakterystykę otrzymanych materiałów prowadzono metodami: spektroskopii w podczerwieni a także skaningowej mikroskopii elektronowej.

Ostatnim etapem pracy była próba przyłączenia klasterów złota do powierzchni zredukowanego tlenku grafenu. W tym celu wykorzystano proces redukcji odpowiednio dobranych soli diazoniowych by zmodyfikować powierzchnię poprzez grupy zdolne do wiązania złotych klasterów. Adsorpcję otrzymanych klasterów na zmodyfikowanej powierzchni tlenku grafenu prowadzono 24 godziny a otrzymaną hybrydową matrycę scharakteryzowano metodami elektrochemicznymi.

Literatura:
[1] Hummers W.S., Offeman R.E., J. Am. Chem. Soc., 1958, 80, 1339.
[2] di Bari C., Pita M., Shleev S., Toscano M.D., Sainz R., De Lacey A.L., Electrochim. Acta 2016, 191, 500.
[3] Świetlikowska A., Gniadek M., Pałys B., Electrochim. Acta, 2013, 98, 75.
[4] Brust, M., Walker, M.; Bethell, D.; Schiffrin, D. J.; Whyman, R., J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994, 801.
[5] Zhu M., Lanni E., Garg N., Bier M. E., Jin R., J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 1138.
[6] Griveau S., Mercier D., Vautrin-Ul C., Chausse A., Electroch. Commun. 2007, 9, 2768.