第一作者：Yingwei Li, Yingbo Song
通訊單位： 哈佛大學(xué)， 卡內(nèi)基梅隆大學(xué)
金屬態(tài)金納米棒在適合光熱轉(zhuǎn)換的近紅外區(qū)域(NIR)表現(xiàn)出強(qiáng)的縱向等離子激元激發(fā)。然而，當(dāng)尺寸減小到2 nm以下時(shí)，Au納米結(jié)構(gòu)變得非金屬化，等離子體納米棒中的縱向激發(fā)是否可以繼承尚不清楚。在這里，我們報(bào)道了原子精確的棒狀Au42(SCH2Ph)32，它具有六邊形緊密排列的Au20核，長(zhǎng)徑比高達(dá)6.2，在815 nm處表現(xiàn)出強(qiáng)吸收，摩爾吸收系數(shù)高為1.4*105 m-1 cm-1。與其他棒狀納米團(tuán)簇相比，在50 μgmL - 1的甲苯溶液中，Au42的光熱轉(zhuǎn)換效率更高，5 min內(nèi)可實(shí)現(xiàn)27℃的大幅升溫(λex = 808 nm, 1 W cm2)。密度泛函理論計(jì)算表明，在Au42中，近紅外躍遷主要沿著Au20核的長(zhǎng)軸，即縱向激子振蕩，類似于金屬態(tài)納米棒中的縱向等離子體振蕩。瞬態(tài)吸收光譜分析表明，Au42中的快速衰減與短寬比納米棒的快速衰減相似，但Au42納米棒隨后出現(xiàn)了一個(gè)長(zhǎng)壽命為2400 ns的緩慢衰減。這項(xiàng)工作提供了在分子狀納米棒中獲得強(qiáng)烈縱向激發(fā)的第一個(gè)案例，它可以用作光熱轉(zhuǎn)換器，在生物醫(yī)學(xué)治療、光聲成像和光催化方面具有潛力。
金納米顆粒由于其與表面等離子體共振(SPR)相關(guān)的強(qiáng)增強(qiáng)光學(xué)特性而提供了顯著的機(jī)會(huì)強(qiáng)的SPR吸收可以通過(guò)快速的電子聲子和聲子聲子過(guò)程有效地轉(zhuǎn)化為熱由于其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)和低毒性，金納米顆粒(如球體和棒狀)已被用于通過(guò)輻射加熱局部環(huán)境，其頻率在SPR吸收帶內(nèi)，并被用于醫(yī)療應(yīng)用，特別是光熱治療和癌癥診斷。在近紅外區(qū)域(NIR)具有可調(diào)諧縱向SPR的金納米棒是非常理想的靶向惡性細(xì)胞而不損害周圍健康組織。通常，金納米棒的長(zhǎng)徑比(AR)調(diào)至4，使其SPR波段在800 nm，以匹配最常用的808 nm激光，使人體組織的消光最小(即更深入的穿透)。 雖然等離子體金納米棒長(zhǎng)期以來(lái)一直被用于光熱轉(zhuǎn)換，其機(jī)理也被SPR很好地解釋，但在沒(méi)有SPR的原子級(jí)精密金屬納米材料中，這一重要性質(zhì)還有待探索。金納米碳的高效率光熱效應(yīng)對(duì)其應(yīng)用尤為重要。
圖1：(A) [Au24(SCH2Ph)20 + 2Cs]2+和(B) [Au42(SCH2Ph)32 + 2Cs]2+在(C) ESI全質(zhì)譜中的同位素模式。CsOAc通過(guò)與Cs+形成簇合物來(lái)傳遞電荷。(D) Au24(SCH2Ph)20和(E) Au42(SCH2Ph)32納米棒的歸一化吸收光譜(光子能量尺度
