(PhysOrg.com) -- Con il crescente interesse nell'uso di nanoparticelle per qualsiasi cosa, dai calzini antibatterici all'imaging medico ai dispositivi elettronici, la necessità di comprendere l'ambiente, crescono anche i rischi per la salute e la sicurezza di queste particelle. I ricercatori del National Institute of Standards and Technology hanno sviluppato un semplice processo per la produzione di nanocristalli che consentirà studi su determinate proprietà fisiche e chimiche che influenzano il modo in cui le nanoparticelle interagiscono con il mondo che le circonda.

Poiché le nanoparticelle si comportano in modo diverso dai campioni sfusi dello stesso materiale, devono essere sviluppati nuovi test per capire come influenzano i sistemi biologici. I tossicologi determinano i pericoli posti dalle nanoparticelle introducendole in un sistema biologico e monitorando gli effetti, ma attualmente mancano di un insieme di particelle di controllo la cui dimensione, forma e composizione sono state accuratamente prodotte e caratterizzate.

In un recente articolo pubblicato su Angewandte Chemie , * Gli scienziati del NIST descrivono un processo in un'unica fase che consente loro di controllare le dimensioni, forma e composizione dei nanocristalli in lega oro-rame per creare nanocubi dai bordi perfetti piccoli come 3,4 nanometri, appena la metà dello spessore di una parete cellulare e della stessa gamma di dimensioni del DNA.

I ricercatori hanno combinato e riscaldato i precursori di oro e rame con altre sostanze chimiche per produrre sostanze altamente cristalline, omogeneo, nanocubi perfetti dalla resa abbondante. Per studiare il processo di formazione, hanno rimosso i campioni a 1 ora, 1,5 ore, 5 ore, e 24 ore e scoprì che erano necessarie solo cinque ore per produrre nanoparticelle perfettamente cubiche di dimensioni uniformi. Regolando i rapporti delle sostanze chimiche nella soluzione originale e il tempo di reazione, erano in grado di controllare con precisione le dimensioni, forma e composizione dei nanocubi. Questo processo è unico nel consentire il controllo del rapporto tra rame e atomi d'oro all'interno del nanocubo a 3:1 o 1:3.

"È un processo semplice, e per quanto ne sappiamo è il primo ad usare la chimica sintetica, o tecnologia "dal basso verso l'alto", per produrre nanocubi contenenti oro al di sotto dei 5 nanometri. Qualsiasi cosa inferiore a 10 nanometri è stata estremamente impegnativa a causa del comportamento mobile degli atomi d'oro, " dice il fisico del NIST Angela R. Hight Walker, che ha scritto il giornale con Yonglin Liu, un ricercatore ospite al NIST.

Il processo sviluppato dal NIST per la creazione di tali nanocubi consentirà ai tossicologi di alterare sistematicamente una delle caratteristiche dei nanocubi e osservare come il cambiamento influisce sulla risposta biologica, se non del tutto.

Questa sintesi e i risultanti nanocubi di alta qualità possono avere altre applicazioni in settori come l'energia solare, dice Liu. "Tipicamente, non possiamo produrre grandi lotti di campioni di alta qualità per i test; ora possiamo".

I nanocubi con bordi perfetti sono unici rispetto ad altri nanocubi in letteratura, dice Hight Walker. Gli spigoli vivi, al contrario dei bordi troncati o arrotondati, consentirà diversi, chimica più reattiva che potrebbe essere utile in applicazioni come la catalisi, in cui i nanocubi sarebbero utilizzati per avviare o migliorare una reazione chimica.