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  • Nanoclusters de metales nobles atómicamente precisos

    Estructura molecular y caracterizaciones de Au25 (SR) 18 NCs cuyo SR es ácido p-mercaptobenzoico (p-MBA). Crédito:Universidad Islámica Internacional de Malasia (IIUM)

    Nanopartículas de metales nobles, como el oro y la plata, son bien conocidos en el campo de la investigación de catálisis y aplicaciones biomédicas. Por ejemplo, Las nanopartículas de oro y plata pueden ser buenos catalizadores para diversas transformaciones químicas, como hidrogenación y oxidación. También se pueden utilizar para bioimagen, y como portadores de fármacos y radiosensibilizadores en la terapia del cáncer debido a sus propiedades ópticas y biocompatibilidad. Las nanopartículas de plata han sido ampliamente investigadas y utilizadas en productos comerciales por su actividad antimicrobiana frente a un amplio espectro de microorganismos.

    Tienen algunas limitaciones aunque. Es difícil comprender mejor su comportamiento a escala molecular debido a sus tamaños variables en la fase dispersa. Gracias al avance de la nanociencia y la nanotecnología, Se han producido varios nanomateriales nuevos con interesantes propiedades fisicoquímicas que benefician a una miríada de aplicaciones. Esto incluye nanoclusters metálicos ultrapequeños (tamaño <2 nm), que se puede obtener con alta uniformidad de tamaño de partícula en la fase dispersa, alta precisión atómica y estructura molecular consistente. Se han producido varios nanoclusters de oro, cristalizado y caracterizado. Uno de los más estudiados son los nanoclusters de oro protegidos con tiolato de precisión atómica. Se han informado varios nanoclusters de oro. Entre ellos Au protegido con tiolato 25 SR 18 Los NC son los más estudiados. La comprensión molecular de Au 25 SR 18 NC se ha establecido bien mediante el uso de cristalografía de rayos X, espectroscopia de ionización por electropulverización, Análisis de dinámica molecular y teoría funcional de la densidad.

    En general, las propiedades fisicoquímicas de los nanoclusters de oro son diferentes de sus homólogos de nanopartículas debido a su tamaño ultrapequeño ( <2 nm y <150 átomos de oro), haciéndolos más reactivos, que tiene una mayor relación área superficial a volumen y mayor utilización atómica. Esto significa que el átomo de oro más se puede utilizar de manera eficiente. El tamaño ultrapequeño también contribuye a los efectos de confinamiento cuántico. A diferencia de las nanopartículas de oro plasmón, que tienen niveles de energía continuos o semicontinuos, Los nanoclusters de oro tienen una estructura electrónica discreta distintiva y propiedades de tipo molecular, como la fotoluminiscencia mejorada, magnetismo intrínseco, quiralidad intrínseca y comportamiento redox discreto. También, las propiedades fisicoquímicas de los nanoclusters de oro son más dependientes del tamaño y de los átomos que las nanopartículas de oro, que tienen carácter colectivo. Por lo tanto, estas propiedades pueden ajustarse notablemente mediante ingeniería de ligandos y metales. Los ejemplos de ingeniería de ligandos incluyen variar el número y la composición de ligandos, y modificando los tipos de ligandos, longitud y grupos funcionales. La ingeniería de metales puede implicar una composición y un número de metales variables. Estas estrategias son útiles para manipular nanoclusters de oro protegidos con ligando.

    • Au NC inmovilizados en quitina extraída de desechos de cáscara de camarón. Crédito:Universidad Islámica Internacional de Malasia (IIUM)

    • Comparaciones entre los nanoclusters de oro y plata (AuAg NC) y los nanoclusters de un solo metal, como los nanoclusters de plata (Ag NC) y los nanoclusters de oro (Au NC) en términos de propiedades ópticas, basado en análisis UV-Vis (a), color de la solución (b) y propiedad fotoluminiscente (d) y actividad antimicrobiana hacia bacterias gram negativas, E. coli (basado en la zona de inhibición de la prueba de difusión en agar). Crédito:Universidad Islámica Internacional de Malasia (IIUM)

    El investigador del IIUM Dr. Ricca Rahman Nasaruddin ha estado trabajando en Au 25 SR 18 NC para catálisis desde su doctorado y ha establecido una comprensión molecular de las funciones de los ligandos en la accesibilidad catalítica, actividad, Vía de reacción y mecanismo de reacción. En la actualidad, ella y sus colegas están trabajando para mejorar la estabilidad de los catalizadores de nanocluster metálico inmovilizándolos en varios materiales de soporte que se pueden obtener de los desechos agrícolas y de fabricación. Por ejemplo, nanoclusters de oro inmovilizados en quitina extraída de desechos de cáscara de camarón ha mejorado la reciclabilidad de los catalizadores de nanoclusters de oro en hidrogenación de 4-nitrofenol en solución en comparación con los nanoclusters de oro libre, que no se puede recuperar después de la reacción catalítica.

    "Los nanoclusters de aleación de oro y plata tienen mejores actividades antimicrobianas en comparación con los nanoclusters de oro y plata individuales, "dice el Dr. Ricca Rahman Nasaruddin.

    También están trabajando en la producción de nanoclusters de aleación de oro y plata protegidos por glutatión para aplicaciones antimicrobianas. Esta nueva aleación de nanomateriales se puede utilizar en diversas aplicaciones basadas en antimicrobianos, como apósitos para heridas y desinfectantes. Además, los nanoclusters de aleación de oro y plata también muestran propiedades fotoluminiscentes que pueden estudiarse más a fondo para aplicaciones teranósticas. El equipo de investigación de Nasaruddin también está investigando el potencial de los nanoclusters de oro en el desarrollo de diagnósticos y nanocosméticos.


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