L'oro è speciale, ambito come investimento, apprezzati come gioielli e con una storia decorativa che risale a migliaia di anni. Superfici dorate ornate sono state trovate in antiche tombe egizie, dove le nanoparticelle d'oro sono state usate come vernici.

Ora i ricercatori di UTS hanno risolto l'enigma di ciò che rende speciale l'oro nel campo emergente della nanotecnologia di oggi.

Il professor Jeffrey Reimers e il professore associato Mike Ford, dalla Scuola di Scienze Matematiche e Fisiche, ha guidato un team che ha spiegato il processo di legame chimico che si verifica durante la crescita delle nanoparticelle d'oro.

La loro ricerca, pubblicato questa settimana sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ), apre la strada alle applicazioni nell'imaging biomedico, consegna di farmaci ed elettronica.

"Ciò che rende speciale l'oro - e, per questo motivo, ciò che rende speciale lo zolfo - si è rivelata la chiave per capire come crescono le nanoparticelle, " ha detto il professor Reimers, che è un membro dell'Accademia australiana delle scienze e vincitore nel 2016 della sua David Craig Medal for Chemical Research.

"L'oro è unico perché non arrugginisce, corrodersi o macchiarsi, il che significa che generalmente non reagisce con le cose che lo circondano. Ecco perché è conosciuto come un "metallo nobile".

"Gli elettroni nell'oro viaggiano così velocemente da diventare pesanti, un effetto più importante per l'oro rispetto ad altri atomi... così l'oro ha l'aspetto di un metallo, ma con uno strano colore e molte altre proprietà come quelle dei non metalli come lo zolfo."

Lo sviluppo di nanoparticelle in trattamenti non invasivi e mirati per malattie come il cancro è una sfida continua per gli scienziati. La chiave sta nel controllare le dimensioni e la forma delle nanoparticelle d'oro, e farli comportare in determinati modi.

Identificando il significato della "colla" che lega la superficie delle nanoparticelle d'oro per mantenere le sostanze chimiche potenzialmente distruttive fuori portata, Professor Reimers e Professore Associato Ford, con i collaboratori della Technical University of Denmark e dell'Università di Sydney, hanno trovato la chiave fondamentale per personalizzare le proprietà delle nanoparticelle.

Oro e zolfo possono reagire insieme per formare forti legami covalenti (un legame chimico in cui le coppie di elettroni sono condivise tra gli atomi) in composti noti come Au(I)-tiolati.

Il professor Reimers ha affermato che per 30 anni i chimici hanno creduto che questo fosse il motivo per cui le colle di zolfo si attaccano e proteggono le nanoparticelle d'oro.

"Però, la nostra ricerca dimostra che è una forza nota come forza di van der Walls - un tipo di attrazione tra molecole di origine quantomeccanica - che è responsabile del legame dello zolfo con il metallo dorato e le nanoparticelle.

"Fino a quando non si comprende correttamente e correttamente il legame, non si può descrivere correttamente la chimica."

Il professor Reimers ha affermato che ora è aperta la strada alle persone per progettare esperimenti che dicano davvero come crescono le nanoparticelle.

"Si può solo immaginare che, data questa conoscenza, cose possono essere fatte in futuro che non sono mai state sognate in passato.

"Quello che abbiamo ora sono strumenti migliori per capire come fare queste cose, che aprirà la strada ai ricercatori per inventare nuove generazioni di nanotecnologie d'oro".