In Part Ⅰ, the shape and size of gold nanocrystals are controlled simultaneously through directed surface overgrowth from spherical seeds with different sizes. In this overgrowth approach, the structure of gold nanocrystals was dependent on the concentrations of the gold precursor and the seeds in the reaction mixture. The resulting cubes, cuboctahedrons, and octahedrons have the size range of 70~230 nm. The clear XRD patterns inform that each structure has a uniform shape and revealed that $Au^{3+}$ addition enhance the growth of {100} face.
In Part Ⅱ, we present the convenient and facile one-pot synthesis for well-defined hydroxyl-functionalized gold nanocrystals using poly(vinyl pyrrolidone-ran-vinyl acetate) without ligand exchange process. The pyrrolidone units act as a regulating surfactant of the gold nanocrystals and acetate units serve the hydroxyl functionality. Both size and shape of the gold nanocrystals were successfully controlled. The number of hydroxyl groups on the gold nanoparticle surface was estimated by FT-IR spectroscopy and TGA. These Functionalized-gold nanocrystals show thermal and chemical stability. We also confirmed that the hydroxyl groups are reactive with various functional groups.
In Part Ⅲ, carboxyl functionality is introduced to the surface of gold nanocrystals by using poly(N,N-dimethyl acrylamide) and poly(dimethyl aminoethyl methacrylate). Both polymers are able to not only regulate the metal surface effectively but also provide faceted edges of the gold nanocrystals. The carboxyl groups are effectively generated on the surface of gold nanocrystals through hydrolysis of amide or ester units of polymers. The resulting carboxyl-functionalized gold nanocrystals display a high pH sensitivity, which is induced by the hydrogen bond interaction between gold nanocrystals.
폴리올 과정을 통해 합성된 구형 금 나노 입자를 성장시킨 결과 다면체 모양을 가지면서 서로 다른 크기의 금 나노결정들을 얻을 수 있었다. 이러한 구조는 핵으로 사용된 금 나노 입자에 포함된 은의 함량과 성장 과정에서 넣어준 금염의 비율에 의해 조절되었다. 성장된 입자는 70 에서 230 nm 정도 크기를 갖는, 정육면체, 팔면체 구조로서 XRD 분석을 통해 이들은 각각 {100} 와 {111} 표면으로만 이루어 진 것이 확인되었다.
PVP-r-PVAc를 이용해 별도의 리간드 치환 과정을 거치지 않고 간편하게 하이드록시 작용기로 기능화된 금 나노입자를 합성하였다. 피롤리돈 작용기에 의해 금 나노입자 표면을 효과적으로 안정화 시키면서, 아세테이트 작용기는 반응 중 가수분해를 일으켜 하이드록시 작용기가 생성되었다. 금 나노입자들의 다양한 광학적 성질을 이용하기 위해 이들의 크기 및 모양을 조절하였고, 이러한 하이드록시 작용기는 에스테르화 반응을 통해 다양한 작용기와 충분한 반응성이 있음을 보여주었다.
카르복시 작용기로 기능화된 금 나노입자를 PDMAm 혹은 PDMAEMA와 같은 고분자를 이용해 합성하였다. 이들 고분자는 금 나노입자 표면을 효과적으로 조절하면서 반응 중 아미드 혹은 에스테르 작용기 등이 가수분해 되어 카르복시 작용기가 생성되었다. 이러한 카르복시 작용기가 기능화된 금 나노입자는 그들 사이의 작용하는 수소 결합으로 인해 pH에 따른 높은 민감성을 보였다.
