Silikon nanoparçacıklarının uygun maliyetli bir yöntemle sentezi ve karakterizasyonu

Silikon nanoparçacıklar (Si NP) ihmal edilebilir sitotoksisite ve mükemmel biyouyumluluk nedeniyle hücre görüntüleme için potansiyel uygulama alanlarına sahiptirler. Bu çalışmada, Si NP'ler, yüksek sıcaklık ve karmaşık modifikasyon gerektirmeyen basit bir adımda sentezlenmiştir. Sentezde silikon kaynağı olarak (3-aminopropil)trietoksisilan(APTES) indirgeyici olarak ise askorbik asit (AA) kullanılmıştır. Sentez sıcaklığı ve süresi, APTES miktarı ve AA miktarı değiştirilerek bir seri sentez yapılmıştır. Sentezlenen Si NP'ler, ultraviyole-görünür bölge spektrometresi (UV-Visible), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ve fotolüminesans spektroskopisi (PL) cihazları ile karakterize edilmiştir. FT-IR sonuçları, ortaya çıkan Si NP'lerin büyük miktarda amino grubuna sahip olduğunu göstermiştir. Örneklerin McLeans analizi sonucu elde edilen band gap değerleri 3.20 eV ile 5.10 eV arasında değişmektedir. AA indirgeni çok kullanıldığında band gap azalmış, APTES moleküllerinin miktarı arttırıldığında ise birden fazla band gap elde edilmiş ve büyümüştür. 520 nm'de örnekler emisyon göstermiş ve literatürden farklı olarak örneklerin emisyon yoğunluğu zamanla daha çok artmıştır ve 480 nm dalga boyuna kaymıştır. TEM fotoğrafı alınabilen örneklerde ortalama parçacık boyutları 8.508 nm ile 11.884 nm arasında değişmektedir ve parçacık boyutu AA indirgeni çok kullanıldığında azalmış, APTES çok kullanıldığında ise büyümüştür. Yaklaşık 3 ay bekletilmiş olan örneklerin UV lambası altında daha iyi ışıldama gösterdiği görülmüştür. İndirgenmemiş APTES moleküllerinin zamanla kendi arasında reaksiyona girerek silikon parçacıklarının boyutunu büyüttüğü ve ışıldamayı arttırdığı düşünülmektedir. Sentezlenen Si NP'lerin yüzeylerinde amin gruplarının bulunması ve kolloidal kararlılığa sahip olması nedeniyle biyomoleküller ile olan etkileşimleri önemlidir.