Imagen AFM (microscopía de fuerza atómica) de nanopartículas de plata formadas a partir de iones de plata en solución con ácido húmico. El tono de color en esta imagen indica la altura (0 a 10 nanómetros) por encima del plano base, por lo que los puntos más brillantes son más altos, nanopartículas más grandes. La imagen es aproximadamente 1, 700 nm de lado. Crédito:MacCuspie, NIST
Las nanopartículas de plata se encuentran cada vez más en el medio ambiente y en los laboratorios de ciencias ambientales. Debido a que tienen una variedad de propiedades útiles, especialmente como agentes antibacterianos y antifúngicos, Las nanopartículas de plata se utilizan cada vez más en una amplia variedad de productos industriales y de consumo. Esta, Sucesivamente, ha expresado su preocupación por lo que les sucede una vez que se liberan en el medio ambiente. Ahora, un nuevo artículo de investigación agrega una arruga adicional:la naturaleza puede estar fabricando nanopartículas de plata por sí misma.
Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Florida (FIT), la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY), Búfalo, y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) informa que, dada una fuente de iones de plata, El ácido húmico de origen natural sintetizará nanopartículas de plata estables.
"Nuestro colega, Virender Sharma, había leído un artículo en el que usaban vino para formar nanopartículas. Él pensó eso, basado en la química similar, deberíamos poder producir nanopartículas de plata con ácidos húmicos, ”Explica la química de FIT Mary Sohn. “Primero los formamos por métodos tradicionales y luego probamos uno de nuestros ácidos húmicos de sedimentos de río. Estábamos muy emocionados de poder ver el color amarillo característico de las nanopartículas ”. Se enviaron muestras a Sarbajit Banerjee en SUNY Buffalo y Robert MacCuspie en NIST para análisis detallados para confirmar la presencia de nanopartículas de plata.
Imagen de microscopía electrónica de transmisión (TEM) de nanopartículas de plata formadas a partir de iones de plata en solución con ácido húmico. El ácido tiende a cubrir las nanopartículas (visibles aquí como una nube pálida), manteniéndolos en una suspensión coloidal en lugar de agruparse. (Color agregado para mayor claridad) Crédito:SUNY, Búfalo
El "ácido húmico" es una mezcla compleja de muchos ácidos orgánicos que se forman durante la descomposición de la materia orgánica muerta. Aunque la composición exacta varía de un lugar a otro y de una temporada a otra, El ácido húmico es omnipresente en el medio ambiente. Nanopartículas metálicas, MacCuspie explica, tienen colores característicos que son consecuencia directa de su tamaño. Las nanopartículas de plata tienen un color marrón amarillento.
El equipo mezcló iones de plata con ácido húmico de una variedad de fuentes a diferentes temperaturas y concentraciones y descubrió que los ácidos del agua del río o los sedimentos formarían nanopartículas de plata detectables a temperatura ambiente en tan solo dos a cuatro días. Es más, MacCuspie dice:el ácido húmico parece estabilizar las nanopartículas recubriéndolas y evitando que las nanopartículas se agrupen en una masa mayor de plata. "Creemos que en realidad es un proceso similar a cómo se sintetizan las nanopartículas en el laboratorio, "Él dice, excepto que el proceso de laboratorio generalmente usa ácido cítrico a temperaturas elevadas.
“Esto nos tomó por sorpresa porque gran parte de nuestro trabajo se centra en cómo las nanopartículas de plata pueden disolverse cuando se liberan al medio ambiente y liberan iones de plata, ”Dice MacCuspie. Muchos biólogos creen que la toxicidad de las nanopartículas de plata, el motivo de su uso como agente antibacteriano o antifúngico, se debe a su gran superficie que los convierte en una fuente eficiente de iones de plata, él dice, pero "esto crea la idea de que puede haber algún tipo de ciclo natural que devuelva algunos de los iones a las nanopartículas". También ayuda a explicar el descubrimiento, en los ultimos años, de nanopartículas de plata en lugares como antiguas regiones mineras que probablemente no hayan estado expuestas a nanopartículas artificiales, pero tendría concentraciones significativas de iones de plata.