L’ablazione laser pulsata in liquido (PLAL) è una tecnica affidabile e versatile per produrre nanoparticelle metalliche (NP) in soluzione. I suoi vantaggi, tra cui l'assenza di agenti riducenti, la semplicità operativa, l'elevata purezza senza fasi di purificazione e le condizioni ambientali di lavorazione, lo rendono una scelta preferita rispetto agli approcci convenzionali di preparazione delle NP metalliche come il metodo di riduzione chimica.
L’adozione diffusa del PLAL nei campi della ricerca scientifica e industriale ne attesta l’utilità. Tuttavia, le dimensioni e i costi di manutenzione delle sorgenti laser tradizionali pongono sfide significative per i laboratori, in particolare per quelli non specializzati nella scienza dei laser.
Riconoscendo questi ostacoli, i professori Hidehiro Sakurai, Yumi Yakiyama e il loro team dell’Università di Osaka hanno rivolto la loro attenzione al sistema laser a microchip (MCL). Sviluppato dal gruppo Taira presso l'Istituto di Scienze Molecolari (IMS), MCL è un sistema laser a impulsi giganti compatto e a basso consumo con una cavità di lunghezza ridotta inferiore a 10 mm, che lo rende adatto ai laboratori di sintesi organica standard.
Nonostante il vantaggio delle sue dimensioni, l'applicabilità delle specifiche di MCL, in particolare della sua piccola energia di impulso, al PLAL di un bersaglio Au era sconosciuta. Il gruppo di ricerca mirava a comprendere in che modo le differenze nelle specifiche strumentali contribuiscono ai risultati del PLAL di Au, con l'obiettivo di promuovere la sintesi da banco e l'applicazione diretta di NP per scopi catalitici.
Nella loro indagine pubblicata sulla rivista Industrial Chemistry &Materials , il team ha utilizzato MCL per PLAL di Au, concentrandosi sugli effetti dell'energia di un piccolo impulso laser (0,5 mJ), della breve durata dell'impulso (0,9 ns) e della bassa frequenza di ripetizione (10 Hz) sull'efficienza dell'ablazione. I risultati hanno rivelato che l'MCL mostrava un'efficienza di ablazione relativamente elevata nonostante avesse un'energia di impulso molto più piccola rispetto ai laser convenzionali ad alta potenza (25 mJ/impulso, durata 12 ns, 10 Hz).
"Il nostro studio fornisce nuove informazioni sulla preparazione di Au NP utilizzando il sistema MCL compatto. È importante sottolineare che apre strade per l'uso diretto di NP altamente reattive preparate da MCL nello sviluppo di nuove reazioni catalitiche all'interno dei laboratori di chimica sintetica standard", ha affermato Sakurai .
Il gruppo di ricerca comprende Barana Sandakelum Hettiarachchi, Yusuke Takaoka, Yuta Uetake, Yumi Yakiyama e Mihoko Maruyama, Yusuke Mori, Hiroshi Y. Yoshikawa e Hidehiro Sakurai dell'Università di Osaka; e Hwan Hong Lim e Takunori Taira dell'Istituto di scienze molecolari.
Ulteriori informazioni: Barana Sandakelum Hettiarachchi et al, Alla scoperta della sintesi di nanoparticelle d'oro utilizzando un sistema laser a microchip attraverso l'ablazione laser pulsata in soluzione acquosa, Chimica industriale e materiali (2024). DOI:10.1039/D3IM00090G
Fornito da Chimica industriale e materiali
