Un aumento de la vitamina C ayudó a los científicos de la Universidad de Rice a convertir nanorods de oro pequeños en nanocables de oro
El ácido ascórbico común y suave es la salsa no tan secreta que ayudó al laboratorio de Rice del químico Eugene Zubarev a cultivar lotes puros de nanocables a partir de nanorods achaparrados sin los inconvenientes de las técnicas anteriores.
"No hay novedad per se en el uso de vitamina C para fabricar nanoestructuras de oro porque hay muchos ejemplos anteriores", dijo Zubarev. "Pero la reducción lenta y controlada lograda por la vitamina C es sorprendentemente adecuada para este tipo de química en la producción denanocables largos "
Los detalles del trabajo aparecen en la revista American Chemical Society ACS Nano .
Los nanorods del laboratorio Rice tienen un grosor de aproximadamente 25 nanómetros al comienzo del proceso, y permanecen así mientras su longitud crece hasta convertirse en nanocables largos. Por encima de 1,000 nanómetros de longitud, los objetos se consideran nanocables, y eso es importante. Los cablesLa relación de aspecto longitud sobre ancho determina cómo absorben y emiten luz y cómo conducen los electrones. Combinado con las propiedades metálicas inherentes del oro, que podrían mejorar su valor para las aplicaciones de detección, diagnóstico, imágenes y terapéuticas.
Zubarev y el autor principal Bishnu Khanal, un alumno de química de Rice, lograron que sus partículas fueran mucho más allá de la transición de nanorod a nanocables, teóricamente a una longitud ilimitada.
Los investigadores también mostraron que el proceso es totalmente controlable y reversible. Eso hace posible producir nanocables de cualquier longitud deseada y, por lo tanto, la configuración deseada para aplicaciones electrónicas o de manipulación de la luz, especialmente aquellas que involucran plasmones, la oscilación activada por la luzde electrones en la superficie de un metal.
La respuesta plasmónica de los nanocables puede ajustarse para emitir luz de visible a infrarroja y, en teoría, mucho más allá, dependiendo de sus relaciones de aspecto.
El proceso es lento, por lo que lleva horas cultivar un nanocable de un micrón de largo ". En este documento, solo informamos estructuras de hasta 4 a 5 micrones de longitud", dijo Zubarev. "Pero estamos trabajando para hacer muchonanocables más largos "
El proceso de crecimiento solo parecía funcionar con nanorods de oro gemelar pentaédricamente, que contienen cinco cristales unidos. Estas barras de cinco lados - "Piensa en un lápiz, pero con cinco lados en lugar de seis", dijo Zubarevlas superficies planas, pero no en las puntas.
"Las puntas también tienen cinco caras, pero tienen una disposición diferente de los átomos", dijo. "La energía de esos átomos es ligeramente menor, y cuando se depositan nuevos átomos allí, no migran a ningún otro lado".
Eso evita que los cables en crecimiento ganen circunferencia. Cada átomo adicional aumenta la longitud del cable y, por lo tanto, la relación de aspecto.
Las puntas reactivas de los nanorods obtienen ayuda de un surfactante, CTAB, que cubre las superficies planas de los nanorods. "El surfactante forma una bicapa muy densa y apretada en los costados, pero no puede cubrir las puntas de manera efectiva", dijo Zubarev.
Eso deja las puntas abiertas a una reacción de oxidación o reducción. El ácido ascórbico proporciona electrones que se combinan con iones de oro y se depositan en las puntas en forma de átomos de oro. Y a diferencia de los nanotubos de carbono en una solución que se agrega fácilmente, los nanocables mantienensu distancia el uno del otro.
"La característica más valiosa es que es realmente un alargamiento unidimensional de nanorods a nanocables", dijo Zubarev. "No cambia el diámetro, por lo que, en principio, podemos tomar barras pequeñas con una relación de aspecto de quizás dos o tresy alargarlos a 100 veces la longitud "
Dijo que el proceso debería aplicarse a otros nanorods metálicos, incluida la plata.
La Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Welch apoyaron la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Original escrito por Mike Williams. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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