(PhysOrg.com) -- Un nuovo studio condotto da ricercatori della North Carolina State University fa luce su come una tecnica comunemente usata per produrre nanoparticelle a metallo singolo può essere estesa per creare nanoparticelle composte da due metalli e che hanno proprietà sintonizzabili. Lo studio fornisce anche informazioni sulle proprietà ottiche di alcune di queste nanoparticelle.

La messa a punto delle proprietà ottiche delle nanoparticelle è di interesse per applicazioni come la tecnologia di sicurezza, e per l'uso nel rendere più efficienti le reazioni chimiche, che ha molteplici applicazioni industriali e ambientali.

I ricercatori hanno creato nanoparticelle nucleo/guscio con un nucleo d'oro e un guscio d'argento, così come nanoparticelle di lega, che mescolano l'oro e l'argento. I ricercatori hanno anche caratterizzato le proprietà ottiche di queste nanoparticelle. "Argento e oro hanno proprietà ottiche uniche derivanti dalle loro interazioni specifiche con il campo elettrico della luce, "dice il dottor Joe Tracy, un assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la NC State e coautore di un articolo che descrive lo studio. "Maneggiando il rapporto dei metalli, e se le nanoparticelle hanno strutture di nucleo/guscio o di lega, possiamo alterare le loro proprietà ottiche con il controllo."

I ricercatori hanno sintetizzato le nanoparticelle usando una tecnica chiamata "maturazione digestiva". La tecnica è stata utilizzata per creare particelle di metallo singolo per circa un decennio, ma ci sono stati studi limitati su nanoparticelle di nucleo/guscio e lega create utilizzando la maturazione digestiva. Però, la natura completa di questo studio può renderlo più comune.

"Questo studio, insieme al lavoro correlato di altri, mostra che la maturazione digestiva è un metodo praticabile per creare nanoparticelle metalliche multicomponente. Abbiamo usato oro e argento, ma gli stessi principi si applicherebbero probabilmente ad altri metalli, " Dice Tracy. "La nostra valutazione dettagliata di questo approccio sintetico dovrebbe aiutare altri ricercatori a esplorare altri tipi di nanoparticelle metalliche binarie".

La maturazione digestiva si basa sull'uso di ligandi, che sono piccole molecole organiche con parti che si legano direttamente ai metalli. I ligandi sono solitamente ancorati ai nuclei metallici delle nanoparticelle e impediscono alle nanoparticelle di aggregarsi insieme, che permette loro di essere sospesi in soluzione. La maturazione digestiva si verifica quando i ligandi sono in grado di trasportare atomi di metallo dal nucleo di una nanoparticella all'altra, determinando una distribuzione delle dimensioni più omogenea tra le nanoparticelle.

I ricercatori hanno utilizzato la maturazione digestiva per creare una soluzione di nanoparticelle d'oro di dimensioni simili. Quando hanno introdotto l'acetato d'argento nella soluzione, i ligandi trasportavano atomi d'argento sulle superfici delle nanoparticelle d'oro, con conseguente nanoparticelle con nuclei d'oro e gusci d'argento.

I ricercatori hanno quindi trasferito le nanoparticelle in una seconda soluzione, contenente un ligando diverso. Il riscaldamento di questa seconda soluzione a 250 gradi Celsius ha fatto sì che i metalli si diffondessero l'uno nell'altro, creando nanoparticelle costituite da una lega oro-argento.

I ricercatori hanno anche creato nanoparticelle in lega oro-argento saltando la fase di creazione del guscio, introducendo acetato d'argento nella seconda soluzione, e alzando la temperatura a 250 gradi Celsius. Questo metodo "scorciatoia" ha il vantaggio di semplificare il controllo sul rapporto oro-argento della lega.