Los químicos de la Ruhr-Universität Bochum han desarrollado un nuevo método para observar las reacciones químicas de las nanopartículas de plata individuales, que solo miden una milésima parte del grosor de un cabello humano, en tiempo real. Las partículas se utilizan en medicina, alimentos y artículos deportivos porque tienen un efecto antibacteriano y antiinflamatorio. Sin embargo, cómo reaccionan y se degradan en los sistemas ecológicos y biológicos hasta ahora apenas se comprende. El equipo del Grupo de Investigación de Electroquímica y Materiales a Nanoescala demostró que las nanopartículas se transforman en partículas de cloruro de plata poco solubles en determinadas condiciones. El grupo dirigido por la profesora Kristina Tschulik informa sobre los resultados de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense del 11 de julio 2018.

Medición en un entorno natural

Incluso en condiciones de laboratorio bien definidas, la investigación actual ha arrojado diferentes a veces contradictorio, resultados en la reacción de nanopartículas de plata. "En cada lote de nanopartículas, las propiedades individuales de las partículas, como el tamaño y la forma, variar, "dice Kristina Tschulik, miembro del Cluster of Excellence Ruhr Explores Solvation. "Con los trámites anteriores, una miríada de partículas se investigó generalmente al mismo tiempo, lo que significa que no se pudieron registrar los efectos de estas variaciones. O las mediciones se realizaron en alto vacío, no en condiciones naturales en una solución acuosa. "

El equipo dirigido por Kristina Tschulik desarrolló así un método que permite investigar partículas de plata individuales en un entorno natural. "Nuestro objetivo es poder registrar la reactividad de partículas individuales, "explica el investigador. Esto requiere una combinación de métodos electroquímicos y espectroscópicos. Con microscopía óptica e hiperespectral de campo oscuro, , el grupo pudo observar nanopartículas individuales como píxeles visibles y coloreados. Usando el cambio en el color de los píxeles, o más precisamente su información espectral, los investigadores pudieron seguir lo que estaba sucediendo en un experimento electroquímico en tiempo real.

Degradación de las partículas ralentizada

En el experimento, el equipo replicó la oxidación de la plata en presencia de iones cloruro, que a menudo tiene lugar en sistemas ecológicos y biológicos. "Hasta ahora, En general, se asumió que las partículas de plata se disuelven en forma de iones de plata, "describe Kristina Tschulik. Sin embargo, En el experimento se formó cloruro de plata poco soluble, incluso si solo estaban presentes unos pocos iones de cloruro en la solución.

"Esto extiende la vida útil de las nanopartículas hasta un extremo y su descomposición se ralentiza de una manera inesperadamente drástica, "resume Tschulik." Esto es igualmente importante para los cuerpos de agua y para los seres vivos porque este mecanismo podría hacer que el metal pesado plata se acumule localmente, que puede ser tóxico para muchos organismos ".

Más desarrollo planeado

El grupo con sede en Bochum ahora quiere mejorar aún más su tecnología para analizar nanopartículas individuales con el fin de comprender mejor los mecanismos de envejecimiento de dichas partículas. Por lo tanto, los investigadores quieren obtener más información sobre la biocompatibilidad de las partículas de plata y la vida útil y el envejecimiento de las nanopartículas catalíticamente activas en el futuro.