En los últimos años, ha habido un interés creciente en el uso de nanoclusters de plata (Ag NC), partículas de plata a nanoescala compuestas de decenas a cientos de átomos, en diversos campos como la ciencia de materiales, la química y la biología. Las Ag NC suelen tener tamaños que oscilan entre 1 y 3 nm. Los científicos han logrado avances significativos en la creación y manipulación de Ag NC, lo que ha llevado al desarrollo de materiales ensamblados en racimos de plata (SCAM).
Los SCAM son materiales emisores de luz formados por muchas Ag NC interconectadas, unidas por moléculas enlazadoras orgánicas especiales llamadas "ligandos". Lo que tienen de especial es su designabilidad estructural a nivel molecular y sus propiedades fotofísicas únicas. Sin embargo, su uso generalizado ha sido limitado debido a su arquitectura estructural diferente cuando se sumergen en diferentes solventes.
Para abordar este problema, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS), dirigido por el profesor Yuichi Negishi e incluido el profesor asistente Saikat Das, desarrolló recientemente dos nuevos SCAM luminiscentes tridimensionales conectados (4.6) que comprenden un Ag 12 Núcleo del cúmulo conectado por enlaces de piridina cuadridentados:[Ag12 (S t Bu)6 (CF3 director de operaciones)6 (TPEPE)6 ]n , denotado como TUS 1 y [Ag12 (S t Bu)6 (CF3 director de operaciones)6 (TPVPE)6 ]n , denominado TUS 2.
"Hemos desarrollado con éxito dos arquitecturas conectadas en clústeres plateados con una nueva estructura de vinculación, que se pueden aplicar al seguimiento y evaluación medioambiental", explica el profesor Negishi. Este estudio fue publicado en la revista Nanoscale .
Los investigadores sintetizaron los SCAM utilizando el mismo método de reacción sencillo con la única diferencia de las moléculas enlazadoras. Combinaron [AgS t Bu]n y CF3 COOAg en una solución de acetonitrilo y etanol. Las moléculas enlazadoras TPEPE =1,1,2,2-tetrakis(4-(piridin-4-iletinil)fenil)eteno y TPVPE =1,1,2,2-tetrakis(4-((E )-2-(piridin-4il)vinil)fenil)eteno se disolvieron en productos químicos separados, a saber, tetrahidrofurano y diclorometano, respectivamente.
Luego se añadió la solución de metal a la solución de la molécula conectora y se dejó cristalizar en la oscuridad. Después de un día, se formaron cristales amarillos cerca de la unión de las dos soluciones, lo que indica la creación de SCAM.
El equipo realizó varias pruebas para examinar la estructura de las SCAM. Descubrieron que el TUS 1 tenía una estructura en forma de varilla, mientras que el TUS 2 tenía una estructura en forma de bloque. También probaron la estabilidad química de los materiales sumergiéndolos en diferentes disolventes y descubrieron que su estructura cristalina permanecía sin cambios, destacando su excepcional estabilidad.
Además, debido a sus excepcionales propiedades de fluorescencia con un rendimiento cuántico de hasta el 9,7 % y estabilidad en agua, el equipo investigó el potencial de los SCAM para detectar iones metálicos en soluciones acuosas.
Para su deleite, ambos SCAM eran muy sensibles al Fe 3+ iones, que efectivamente apagaron su fluorescencia a temperatura ambiente, lo que indica la presencia de Fe 3+ iones. Los límites de detección de Fe 3+ Los iones fueron 0,05 y 0,86 nM L –1 para TUS 1 y TUS 2, respectivamente, comparables a los valores estándar. Además, ambas SCAM fueron altamente selectivas hacia el Fe 3+ . y no se vieron afectados por otros iones metálicos comunes.
Estos resultados sugieren una posible aplicación de las SCAM en el monitoreo ambiental, particularmente en la detección de Fe 3+ . iones en agua. "La capacidad de vincular grupos de plata a través de varios modos de vinculación puede permitir una fabricación ascendente de materiales con diversas propiedades fisicoquímicas. Por lo tanto, futuros desarrollos de la nanotecnología pueden permitirnos fabricar materiales y dispositivos a menor escala, lo que se espera que conduzca a mayores funcionalidades. en materiales y dispositivos", afirma el profesor Negishi.
Más información: Jin Sakai et al, Síntesis y propiedades de luminiscencia de dos materiales ensamblados en racimos de plata para Fe 3+ selectivo detección, Nanoescala (2023). DOI:10.1039/D3NR01920A
Información de la revista: Nanoescala
Proporcionado por la Universidad de Ciencias de Tokio
