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激光诱导还原法（LRL）合成纳米颗粒简单环保，但纳米颗粒合成效率有待提高。研究人员添加异丙醇（IPA）和甘油等自由基清除剂进行研究。结果显示，添加后纳米颗粒合成效率显著提升，还能合成多种纳米颗粒，拓展了 LRL 在工业中的应用潜力。
在材料科学的微观世界里，纳米颗粒凭借独特的物理和化学性质，成为众多领域的 “潜力股”。激光诱导还原法（Laser-induced reduction in liquid，LRL）作为一种合成纳米颗粒的技术，以其操作简单、环境友好的特点脱颖而出。它无需传统合成方法中所需的还原剂，也不用在高温高压的严苛环境下进行，仅仅通过用高强度激光照射含有金属离子的溶液，利用激光焦点附近高强度反应场中溶剂分子分解产生的短寿命自由基来还原金属离子，就能实现纳米颗粒的合成，甚至还能合成非平衡固溶体合金纳米颗粒。
然而，这一技术在迈向大规模实际应用的道路上，却遭遇了 “拦路虎”—— 纳米颗粒的合成效率不高。大量制备纳米颗粒的效率问题，限制了其在工业生产等领域的广泛应用。为了攻克这一难题，来自未知研究机构的研究人员展开了深入探索，相关研究成果发表在《Beilstein Journal of Nanotechnology》上。
研究人员在本次研究中采用的主要关键技术方法是向含有金属离子的溶液中添加不同的自由基清除剂，如异丙醇（IPA）和甘油，观察其对激光诱导还原合成纳米颗粒过程的影响，并评估纳米颗粒的合成效率。
研究结果：
- 添加剂提升合成效率：研究人员以金（Au）纳米颗粒的合成效率为评估指标，惊喜地发现添加 IPA 后，纳米颗粒的合成效率提高了约 5 倍；添加甘油后，提升更为显著，约为 9 倍。这表明特定的自由基清除剂能够显著促进纳米颗粒的合成。
- 高离子浓度下的合成：进一步研究发现，添加这些氧化自由基清除剂后，即便提高溶液中金属离子的浓度，依然能够顺利合成纳米颗粒，而且纳米颗粒的合成效率提高了 18 倍以上。在当前的实验系统下，甚至可以实现每小时合成 160mg 的 Au 纳米颗粒，这为大规模生产纳米颗粒提供了可能。
- 拓展纳米颗粒合成种类：研究还表明，添加自由基清除剂后，不仅能在提升效率的同时合成非平衡固溶体合金纳米颗粒，还突破了以往的限制，成功合成了基础金属纳米颗粒。以往利用 LRL 技术合成基础金属纳米颗粒困难重重，而此次突破大大增加了可制备材料的种类。
研究结论与讨论：本次研究通过添加自由基清除剂，成功提高了激光诱导还原法合成纳米颗粒的效率，并且拓展了可合成纳米颗粒的种类。这一成果意义非凡，它不仅解决了 LRL 技术在大规模应用中的关键障碍，还为纳米颗粒在工业领域的广泛应用开辟了新的道路。未来，有望基于此成果进一步优化合成工艺，实现更多类型纳米颗粒的高效合成，推动纳米技术在材料、电子、生物医学等多个领域的快速发展，为相关产业带来新的机遇和变革。
