(PhysOrg.com) - Con un creciente interés en el uso de nanopartículas para todo, desde calcetines antibacterianos hasta imágenes médicas y dispositivos electrónicos, la necesidad de comprender el medio ambiente, Los riesgos para la salud y la seguridad de estas partículas también aumentan. Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología han desarrollado un proceso simple para producir nanocristales que permitirá estudios de ciertas propiedades físicas y químicas que afectan la forma en que las nanopartículas interactúan con el mundo que las rodea.

Debido a que las nanopartículas se comportan de manera diferente a las muestras a granel del mismo material, Se deben desarrollar nuevas pruebas para comprender cómo afectan a los sistemas biológicos. Los toxicólogos determinan los peligros que plantean las nanopartículas introduciéndolas en un sistema biológico y controlando los efectos. pero actualmente carecen de un conjunto de partículas de control cuyo tamaño, la forma y la composición han sido cuidadosamente producidas y caracterizadas.

En un artículo reciente publicado en Angewandte Chemie , * Los científicos del NIST describen un proceso de un solo paso que les permite controlar el tamaño, forma y composición de nanocristales de aleación de oro y cobre para crear nanocubos de bordes perfectos tan pequeños como 3.4 nanómetros, solo la mitad del grosor de una pared celular y en el mismo rango de tamaño que el ADN.

Los investigadores combinaron y calentaron precursores de oro y cobre con otros productos químicos para producir, altamente cristalinos, homogéneo, nanocubos perfectos con abundante rendimiento. Para estudiar el proceso de formación, sacaron muestras a la hora, 1,5 horas, 5 horas, y 24 horas y descubrió que solo se necesitaban cinco horas para producir nanopartículas perfectamente cúbicas de tamaño uniforme. Al ajustar las proporciones de los productos químicos en la solución original y el tiempo de reacción, pudieron controlar con precisión el tamaño, forma y composición de los nanocubos. Este proceso es único al permitir el control de la proporción de átomos de cobre a oro dentro del nanocubo a 3:1 o 1:3.

"Es un proceso simple, y hasta donde sabemos, es el primero en utilizar la química sintética, o tecnología 'de abajo hacia arriba', para producir nanocubos que contienen oro por debajo de 5 nanómetros. Cualquier cosa por debajo de los 10 nanómetros ha sido extremadamente desafiante debido al comportamiento móvil de los átomos de oro, "dice la física del NIST Angela R. Hight Walker, quien escribió el artículo con Yonglin Liu, investigador invitado en NIST.

El proceso desarrollado por el NIST para crear tales nanocubos permitirá a los toxicólogos alterar sistemáticamente una de las características de los nanocubos y observar cómo el cambio afecta la respuesta biológica. como mucho.

Esta síntesis y los nanocubos de alta calidad resultantes pueden tener otras aplicaciones en áreas como la energía solar, dice Liu. "Típicamente, no podemos hacer grandes lotes de muestras de alta calidad para realizar pruebas; Ahora podemos."

Los nanocubos de bordes perfectos son únicos de otros nanocubos en la literatura, dice Hight Walker. Los bordes afilados a diferencia de los bordes truncados o redondeados, permitirá diferentes, química más reactiva que podría ser beneficiosa en aplicaciones como la catálisis, en la que los nanocubos se utilizarían para iniciar o mejorar una reacción química.