(PhysOrg.com) - Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte arroja luz sobre cómo una técnica que se usa comúnmente para fabricar nanopartículas de un solo metal puede extenderse para crear nanopartículas que constan de dos metales, y que tienen propiedades sintonizables. El estudio también proporciona información sobre las propiedades ópticas de algunas de estas nanopartículas.

El ajuste de las propiedades ópticas de las nanopartículas es de interés para aplicaciones como la tecnología de seguridad, y para hacer que las reacciones químicas sean más eficientes, lo que tiene múltiples aplicaciones industriales y ambientales.

Los investigadores crearon nanopartículas de núcleo / capa con un núcleo de oro y una capa de plata, así como nanopartículas de aleación, que mezclan el oro y la plata. Los investigadores también caracterizaron las propiedades ópticas de estas nanopartículas. "La plata y el oro tienen propiedades ópticas únicas que surgen de sus interacciones específicas con el campo eléctrico de la luz, "dice el Dr. Joe Tracy, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en NC State y coautor de un artículo que describe el estudio. "Al manipular la proporción de los metales, y si las nanopartículas tienen estructuras de núcleo / capa o de aleación, podemos alterar sus propiedades ópticas con control ".

Los investigadores sintetizaron las nanopartículas mediante una técnica llamada "maduración digestiva". La técnica se ha utilizado para crear partículas de un solo metal durante aproximadamente una década, pero se han realizado estudios limitados de nanopartículas de núcleo / capa y aleación creadas mediante maduración digestiva. Sin embargo, la naturaleza integral de este estudio puede hacerlo más común.

"Este estudio, junto con el trabajo relacionado de otros, muestra que la maduración digestiva es un método viable para crear nanopartículas metálicas multicomponente. Usamos oro y plata pero los mismos principios probablemente se aplicarían a otros metales, ", Dice Tracy." Nuestra evaluación detallada de este enfoque sintético debería ayudar a otros investigadores a explorar otros tipos de nanopartículas metálicas binarias ".

La maduración digestiva se basa en el uso de ligandos, que son pequeñas moléculas orgánicas con partes que se unen directamente a los metales. Los ligandos suelen estar anclados a los núcleos metálicos de las nanopartículas y evitan que las nanopartículas se agrupen, lo que permite que se suspendan en solución. La maduración digestiva ocurre cuando los ligandos pueden transportar átomos de metal desde el núcleo de una nanopartícula a otra, lo que resulta en una distribución de tamaño más homogénea entre las nanopartículas.

Los investigadores utilizaron la maduración digestiva para crear una solución de nanopartículas de oro de tamaño similar. Cuando introdujeron acetato de plata en la solución, los ligandos transportaron átomos de plata a las superficies de las nanopartículas de oro, dando como resultado nanopartículas con núcleos de oro y conchas de plata.

Luego, los investigadores transfirieron las nanopartículas a una segunda solución, que contiene un ligando diferente. Calentar esta segunda solución a 250 grados Celsius hizo que los metales se difundieran entre sí, creando nanopartículas hechas de una aleación de oro y plata.

Los investigadores también crearon nanopartículas de aleación de oro y plata omitiendo el paso de creación de caparazón, introduciendo acetato de plata en la segunda solución, y elevar la temperatura a 250 grados centígrados. Este método de "atajo" tiene la ventaja de simplificar el control sobre la relación oro / plata de la aleación.