Las nanovarillas pentagonales tienen una morfología única que les confiere interesantes propiedades de composición y dependientes de la forma, incluida una excelente estabilidad y una alta actividad catalítica, que las convierten en excelentes candidatas para catalizadores industriales. Ahora, Investigadores en Singapur han desarrollado un proceso químico simple para hacer crecer nanobarras pentagonales uniformes compuestas de oro y cobre. Estos nuevos materiales catalizan fácilmente la alquilación directa de una amina con un alcohol, haciéndolos útiles en los campos de la química de materiales y la nanotecnología.

"Sintetizamos con éxito nanobarras pentagonales de oro y cobre con tamaño y composición controlados mediante una ruta de crecimiento mediada por semillas, "explica el investigador principal Jackie Ying del Instituto A * STAR de Bioingeniería y Nanotecnología. Las 'semillas' son múltiples cristales de decaedros de oro alargados, unidos por caras compartidas, un arreglo conocido como hermanamiento múltiple.

Para crear las nanovarillas, el equipo colocó las semillas de oro en una solución que contenía un precursor de cobre y aplicó calor, un proceso que produjo nanobarras pentagonales casi uniformes (ver imagen).

El equipo de Ying demostró que podían controlar la longitud de estas nanobarras cambiando la cantidad de semillas de oro agregadas al precursor de cobre. La adición de una proporción de 1:1 de oro a cobre produjo nanobarras que crecieron aproximadamente 15 nanómetros de longitud, mientras que una proporción de 1:2 produjo nanovarillas de aproximadamente 19 nanómetros de largo. y una proporción de 1:3 produjo nanobarras de aproximadamente 24 nanómetros de largo. El diámetro de las nanovarillas se mantuvo igual, sin embargo, independientemente de la proporción de metales utilizados.

La capacidad de controlar el tamaño y la composición de las nanovarillas significa que es más fácil controlar las propiedades de las nanopartículas bimetálicas de oro y cobre en comparación con las nanopartículas hechas de un solo metal. Yang explica.

Próximo, El equipo evaluó la actividad catalítica de estas nanovarillas de oro y cobre en una reacción de formación de enlaces carbono-nitrógeno:la alquilación directa de una amina usando un alcohol. "Esta estrategia de préstamo de hidrógeno es un método sintético atractivo para la formación de enlaces C – N, ya que es un proceso respetuoso con el medio ambiente que produce solo agua como subproducto, "dice Ying.

Las nanovarillas se examinaron como catalizadores para esta reacción utilizando los sustratos modelo p-toluenosulfonamida y alcohol bencílico. "Nuestro catalizador heterogéneo mostró una mayor actividad catalítica hacia la reacción de acoplamiento C – N y una mejor reciclabilidad en comparación con los catalizadores disponibles comercialmente, "Dice Ying.

Más allá de la catálisis, Ying predice que estos nuevos materiales podrían ser útiles en electrónica, detección química e incluso biomedicina. Su equipo ahora planea usar las nanovarillas como semillas para sintetizar nanopartículas compuestas por un núcleo de oro y cobre rodeado por una capa de otro material. como el platino, para aplicaciones energéticas.