Un proceso sencillo y eficaz para recubrir plata, A * STAR ha desarrollado nanopartículas de oro y platino con capas de sílice funcionalizadas a temperatura ambiente. Crucialmente, a diferencia de los métodos convencionales para producir nanopartículas metálicas recubiertas de sílice, este proceso se basa en agua y no emplea alcohol, haciéndolo rentable y ecológico.

Las nanopartículas de metales nobles recubiertas de sílice han atraído un gran interés porque pueden usarse como catalizadores así como en aplicaciones calorimétricas y ópticas. Por lo general, se producen utilizando precursores de silano, pero estos son generalmente insolubles en agua. Como consecuencia, se debe agregar alcohol al agua para facilitar la hidrólisis de estos precursores, aumentando el costo de producción y haciendo que el proceso sea menos verde.

Ahora, un equipo dirigido por Ming-Yong Han y Shah Kwok Wei en el Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales ha ideado un método sin alcohol para producir nanopartículas de metales nobles recubiertas de sílice.

Para hacer esto, el equipo tomó un precursor de uso común, tetrametoxisilano (Si (OCH₃) ₄), y sustituyó un grupo polar (mercaptopropilo) por un grupo metoxi (O – CH3), que resultó en un precursor soluble en agua. Luego, para permitir que este precursor se una directamente a las superficies de las nanopartículas metálicas, lo funcionalizaron con un grupo tiol (–SH).

Este proceso tiene muchas ventajas. Es sencillo de implementar, eficiente, universal y fácilmente escalable. Es más, dado que el espesor de la capa de sílice aumenta con el tiempo de recubrimiento, El grosor de la capa se puede controlar fácilmente hasta varias decenas de nanómetros.

Modificando ligeramente el proceso, Han y sus colegas también podrían producir nanopartículas que tienen una alta actividad para una técnica espectroscópica extremadamente sensible conocida como dispersión Raman mejorada en la superficie (SERS) y son prometedoras para la detección altamente sensible en aplicaciones analíticas y biológicas. SERS se basa en la señal Raman enormemente mejorada generada cuando un compuesto activo Raman se adsorbe en una superficie metálica. Los investigadores prepararon las nanopartículas activas de SERS sin fluorescencia intercalando moléculas activas de Raman entre la nanopartícula de metal noble y la capa de sílice.

"La simplicidad del proceso de recubrimiento de sílice significa que tiene un gran potencial para recubrir y proteger las superficies de varios tipos de nanopartículas metálicas, "explica Han". Además, las nanopartículas de metal con carga negativa y SERS activas resultantes con capas de sílice funcionalizadas con tiol y características de protección de la superficie son muy prometedoras para diversas aplicaciones que involucran soluciones acuosas ".

En particular, Han señala, esta ruta a base de agua para facilitar, El recubrimiento de sílice eficiente y funcional de nanopartículas metálicas a temperatura ambiente podría extenderse para recubrir nanopartículas de óxido metálico para aplicaciones de construcción ecológica.