Моделирование электродинамических и фототермических свойств коллоидных наночастиц серебра, стабилизированных органической оболочкой

Проведено моделирование электродинамических и фототермических свойств сферических наночастиц серебра диаметром 31 нм с оболочкой, соответствующей оптико-электрическим параметрам янтарной кислоты, в среде фосфатно-солевого буфера. Установлено, что такие наночастицы способны усиливать электрическое поле вблизи поверхности до 37 раз. Коэффициент усиления напряженности электрического поля существенно зависит от расстояния между наночастицами и уменьшается в 10 раз при изменении расстояния от 1 до 30 нм. Показано, что увеличение толщины оболочки из сукцинат-ионов янтарной кислоты приводит к смещению резонансной длины волны наночастиц серебра в более длинноволновую область. Облучение наночастиц в режиме возбуждения локализованного поверхностного плазмонного резонанса вызывает нагрев наночастиц до 86 °С, а наличие оболочки янтарной кислоты способствует росту температуры нагрева выше 100 °С с увеличением толщины.

1. Barbillon G. (2019) Plasmonics and Its Applications. Materials. 12 (9), 1502–1505. DOI: 10.3390/ma12091502.

2. Modena M. M., Rühle B., Burg T. P., Wuttke S. (2019) Nanoparticle Characterization: What to Measure? Advanced Materials. 31 (32). DOI: 10.1002/adma.201901556.

3. Phan H. T., Haes A. J. (2019) What Does Nanoparticle Stability Mean? Journal of Physical Chemistry C. 123 (27), 16495–16507. DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b00913.

4. Altammar K. A. (2023) A Review on Nanoparticles: Characteristics, Synthesis, Applications, and Challenges. Frontiers in Microbiology. 14. DOI: 10.3389/fmicb.2023.1155622.

5. Gonzа́lez A. L., Noguez C. (2006) Influence of Morphology on the Optical Properties of Metal Nanoparticles. Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. 4 (2), 231–238. DOI: 10.1166/jctn.2007.2309.

6. Arif M. S., Ulfiya R., Erwin, Panggabean A. S. (2021) Synthesis Silver Nanoparticles Using Trisodium Citrate and Development in Analysis Method. AIP Conf. Proc. 2360 (1). DOI: 10.1063/5.0059493.

7. Barysiuk A. A., Bandarenka H. V. (2024) Modeling of Electrodynamic Properties of Colloidal Plasmonic Silver Nanoparticles Coated with a Stabilizing Agent. Electronic Design Automation Conference Proceedings. 67–70.

8. Wang L., Kafshgari M. H., Meunier M. (2020) Optical Properties and Applications of Plasmonic-Metal Nanoparticles. Advanced Functional Materials. 30 (51). DOI: 10.1002/adfm.202005400.

9. Johnson P. B., Christy R. W. (1972) Optical Constants of the Noble Metals. Phys. Rev. B. 6 (12). DOI: 10.1103/PhysRevB.6.4370.

10. McHale J. L. (1999) Molecular Spectroscopy. NJ, Prentice Hall, Upper Saddle River.