Un aumento de vitamina C ayudó a los científicos de la Universidad de Rice a convertir pequeñas nanovarillas de oro en nanocables de oro fino.

Común, El ácido ascórbico suave es la salsa no tan secreta que ayudó al laboratorio Rice del químico Eugene Zubarev a cultivar lotes puros de nanocables a partir de nanobarras achaparradas sin los inconvenientes de las técnicas anteriores.

"No hay ninguna novedad per se en el uso de vitamina C para hacer nanoestructuras de oro porque hay muchos ejemplos anteriores, ", Dijo Zubarev." Pero la reducción lenta y controlada lograda por la vitamina C es sorprendentemente adecuada para este tipo de química en la producción de nanocables extralargos ".

Los detalles del trabajo aparecen en la revista American Chemical Society. ACS Nano .

Las nanovarillas del laboratorio de Rice tienen aproximadamente 25 nanómetros de grosor al comienzo del proceso, y permanecen así mientras su longitud crece para convertirse en largos nanocables. Por encima de 1, 000 nanómetros de longitud, los objetos se consideran nanocables, y eso importa. La relación de aspecto de los cables (longitud sobre ancho) dicta cómo absorben y emiten luz y cómo conducen los electrones. Combinado con las propiedades metálicas inherentes del oro, que podrían aumentar su valor para la detección, diagnóstico, aplicaciones terapéuticas y de imagen.

Zubarev y el autor principal Bishnu Khanal, un alumno de química de Rice, lograron que sus partículas fueran mucho más allá de la transición de nanobarra a nanoalambre, teóricamente a una longitud ilimitada.

Los investigadores también demostraron que el proceso es totalmente controlable y reversible. Eso hace posible producir nanocables de cualquier longitud deseada, y así la configuración deseada para aplicaciones electrónicas o de manipulación de luz, especialmente aquellos que involucran plasmones, la oscilación de electrones provocada por la luz en la superficie de un metal.

La respuesta plasmónica de los nanocables se puede ajustar para emitir luz de visible a infrarrojo y, teóricamente, mucho más allá. dependiendo de sus proporciones.

El proceso es lento por lo que se necesitan horas para hacer crecer un nanoalambre de una micra de largo. "En este papel, solo informamos estructuras de hasta 4 a 5 micrones de longitud, ", Dijo Zubarev." Pero estamos trabajando para hacer nanocables mucho más largos ".

El proceso de crecimiento solo pareció funcionar con nanobarras de oro macladas pentaédricamente, que contienen cinco cristales enlazados. Estas varillas de cinco lados:"Piense en un lápiz, pero con cinco lados en lugar de seis, ", Dijo Zubarev:son estables a lo largo de las superficies planas, pero no en las puntas.

"Las puntas también tienen cinco caras, pero tienen una disposición diferente de átomos, ", dijo." La energía de esos átomos es ligeramente menor, y cuando se depositan nuevos átomos allí, no migran a ningún otro lugar ".

Eso evita que los alambres en crecimiento ganen circunferencia. Cada átomo agregado aumenta la longitud del cable, y por lo tanto la relación de aspecto.

Las puntas reactivas de las nanovarillas reciben ayuda de un tensioactivo, CTAB, que cubre las superficies planas de nanobarras. "El tensioactivo forma una muy densa, bicapa apretada en los lados, pero no puede cubrir las puntas de forma eficaz, "Dijo Zubarev.

Eso deja las puntas abiertas a una reacción de oxidación o reducción. El ácido ascórbico proporciona electrones que se combinan con iones de oro y se depositan en las puntas en forma de átomos de oro. Y a diferencia de los nanotubos de carbono en una solución que se agrega fácilmente, los nanocables mantienen su distancia entre sí.

"La característica más valiosa es que se trata de un alargamiento verdaderamente unidimensional de nanobarras a nanocables, ", Dijo Zubarev." No cambia el diámetro, así que, en principio, podemos tomar varillas pequeñas con una relación de aspecto de tal vez dos o tres y alargarlas a 100 veces la longitud ".

Dijo que el proceso debería aplicarse a otras nanovarillas metálicas, incluida la plata.