Los ingenieros de proceso de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg FAU han desarrollado un método que permite determinar el tamaño y la forma de las nanopartículas en dispersiones considerablemente más rápido que nunca. Basado en nanorods de oro, demostraron cómo la longitud y el diámetrolas distribuciones se pueden medir con precisión en un solo paso en lugar de la complicada serie de imágenes microscópicas electrónicas que se han necesitado hasta ahora. Las nanopartículas de metales preciosos se utilizan, por ejemplo, como catalizadores y agentes de contraste para diagnosticar el cáncer.
Incluso en la Edad Media, las partículas de oro se utilizaron para crear vibrantes colores rojo y azul, por ejemplo, para ilustrar escenas bíblicas en vidrieras. Este efecto es causado por la interacción entre los campos electromagnéticos de la luz entrante con los electrones enel metal que está hecho para vibrar colectivamente. Hoy en día, las nanopartículas de oro o plata son de interés para aplicaciones en biotecnología y como catalizadores, mientras que sus propiedades ópticas también se utilizan, por ejemplo, para fines de imágenes médicas, donde actúan como un agente de contrastepara diagnosticar tumores. Las partículas se sintetizan especialmente para los diversos fines, ya que sus propiedades dependen de su tamaño, forma, superficie, estructura interna y composición.
El monitoreo de este proceso de síntesis es muy complejo: si bien es relativamente sencillo determinar el tamaño de las nanopartículas utilizando técnicas de medición óptica, muchas imágenes microscópicas electrónicas deben analizarse en un proceso detallado y lento antes de la forma de lase puede determinar la partícula, lo que dificulta el desarrollo de nuevos métodos de fabricación y procesamiento, ya que se necesitan mediciones que requieren mucho tiempo para realizar un seguimiento de cualquier cambio en el tamaño o las propiedades de las partículas.
Determinando el tamaño y la forma en un solo paso
Junto con grupos de trabajo del campo de las matemáticas dirigidos por el Dr. Lukas Pflug y el Prof. Dr. Michael Stingl, Profesor de Optimización Matemática y química física, dirigido por la Prof. Dra. Carola Kryschi, Presidenta de Química Física, ingenieros de procesosEn la FAU dirigida por Simon Wawra y el Prof. Dr. Wolfgang Peukert, Presidente de Tecnología de Partículas, han desarrollado un nuevo método para medir la distribución de longitud y diámetro de nanorods de oro plasmónico en un solo experimento. En un primer paso, las partículas se dispersan enagua en un baño ultrasónico y se hunden mediante centrifugación. Al mismo tiempo, se enfocan con destellos de luz y sus propiedades espectrales se registran mediante un detector. "Al combinar la óptica de absorción de longitud de onda múltiple y la ultracentrifugación analítica, pudimos medir lapropiedades ópticas y sedimentarias de los nanorods simultáneamente ", explica el profesor Dr. Wolfgang Peukert. Los investigadores basaron su método de análisis en el hecho de que ambos sedimLa velocidad y la fuerza de absorción de la luz dependen del diámetro y la longitud de los nanorods."La distribución de longitud, diámetro, relación de aspecto, superficie y volumen se puede derivar directamente como resultado", explica Wolfgang Peukert.
El método también se puede usar para partículas de otras formas
El método desarrollado en FAU no solo se limita a las nanopartículas hechas de metales preciosos. Se puede usar en varios materiales plasmónicamente activos y también se puede extender a otras formas geométricas. Durante la síntesis, se crean partículas en forma de esfera en elAl mismo tiempo que los nanorods, y su distribución y porcentaje en masa en la muestra también se pueden medir con precisión. Peukert: "Nuestro nuevo método permite un análisis exhaustivo y cuantitativo de estos sistemas de partículas altamente interesantes. Creemos que nuestro trabajo contribuirá a ser capazpara caracterizar nanopartículas plasmónicas de forma rápida y confiable durante la síntesis y en una serie de aplicaciones. '
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Materiales proporcionado por Universidad de Erlangen-Nuremberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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