El oro es especial codiciado como inversión, apreciada como joyería y con una historia decorativa que se remonta a miles de años. Se han encontrado superficies ornamentadas doradas en tumbas del antiguo Egipto, donde se utilizaron nanopartículas de oro como pinturas.

Ahora, los investigadores de UTS han resuelto el enigma de lo que hace que el oro sea especial en el campo emergente de la nanotecnología actual.

El profesor Jeffrey Reimers y el profesor adjunto Mike Ford, de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas, dirigió un equipo que explicó el proceso de enlace químico que ocurre durante el crecimiento de nanopartículas de oro.

Su investigación, publicado esta semana en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ), allana el camino para aplicaciones en imágenes biomédicas, entrega de medicamentos y electrónica.

"¿Qué hace que el oro sea especial? para esa materia, lo que hace que el azufre sea especial:resultó ser la clave para comprender cómo crecen las nanopartículas, "dijo el profesor Reimers, quien es miembro de la Academia Australiana de Ciencias y ganador de la Medalla David Craig de Investigación Química en 2016.

"El oro es único porque no se oxida, corroer o empañar, lo que significa que generalmente no reacciona con las cosas que lo rodean. Por eso se le conoce como 'metal noble'.

"Los electrones del oro viajan tan rápido que se vuelven pesados, un efecto más importante para el oro que para otros átomos ... por lo que el oro tiene la apariencia de un metal, pero con un color extraño y muchas más propiedades como las de los no metales como el azufre ".

El desarrollo de nanopartículas en tratamientos no invasivos y específicos para enfermedades como el cáncer es un desafío continuo para los científicos. La clave está en controlar el tamaño y la forma de las nanopartículas de oro, y hacer que se comporten de cierta manera.

Al identificar la importancia del "pegamento" que une la superficie de las nanopartículas de oro para mantener fuera de alcance los productos químicos potencialmente destructivos, Profesor Reimers y Profesor Asociado Ford, con colaboradores de la Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad de Sydney, han encontrado la clave fundamental para personalizar las propiedades de las nanopartículas.

El oro y el azufre pueden reaccionar juntos para formar enlaces covalentes fuertes (un enlace químico donde los pares de electrones se comparten entre los átomos) en compuestos conocidos como tiolatos de Au (I).

El profesor Reimers dijo que durante 30 años los químicos han creído que esta es la razón por la que los pegamentos de azufre se adhieren a las nanopartículas de oro y las protegen.

"Sin embargo, Nuestra investigación demuestra que es una fuerza conocida como fuerza de van der Walls, un tipo de atracción entre moléculas de origen mecánico cuántico, que es responsable de unir el azufre al oro metálico y las nanopartículas.

"Hasta que uno comprenda adecuada y correctamente el vínculo, no se puede describir correctamente la química ".

El profesor Reimers dijo que ahora está abierto el camino para que la gente diseñe experimentos que realmente digan cómo crecen las nanopartículas.

"Uno solo puede imaginar que, dado este conocimiento, se pueden hacer cosas en el futuro con las que nunca se había soñado en el pasado.

"Lo que tenemos ahora son mejores herramientas para comprender cómo hacer estas cosas, que allanará el camino para que los investigadores inventen nuevas generaciones de nanotecnologías de oro ".