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Descubriendo la forma de las nanopartículas de platino: ¿por qué las esferas, las tiras y los cubos son tan fascinantes?
Las nanopartículas de platino existen en forma de suspensión o coloide, generalmente suspendidas en agua. Este tipo de coloide se define técnicamente como una dispersión estable de partículas en un medio fluido (líquido o gas). Dependiendo de las condiciones de reacción, el tamaño de las nanopartículas esféricas de platino puede oscilar entre aproximadamente 2 y 100 nanómetros (nm). Estas nanopartículas aparecen de color rojo pardusco o negro en soluciones coloidales y tienen una variedad de formas, incluidas esferas, tiras, cubos y tetraedros. Las nanopartículas de platino han sido ampliamente estudiadas debido a sus posibles aplicaciones en catálisis, medicina y síntesis de nuevos materiales.
Método de síntesis
Existen dos métodos principales para sintetizar nanopartículas de platino. Una es reducir el precursor del ion platino disperso en la solución y usar estabilizadores o agentes bloqueantes para formar nanopartículas coloidales; la otra es penetrar y reducir el precursor del ion platino en microporos como la bauxita en los materiales de soporte; Algunos precursores comunes del platino incluyen el ácido hexacloroplatínico potásico (K2PtCl6) o el cloruro de platino (PtCl2).
La forma y el tamaño de las nanopartículas de platino se ven afectados por muchos factores, incluidos los métodos de síntesis, los disolventes y las condiciones externas.
Combinación de diferentes precursores, como cloruro de rutenio (RuCl3) y ácido clorado de platino (H2PtCl6), también se utiliza para sintetizar nanopartículas metálicas mixtas. Los agentes reductores comunes incluyen hidrógeno (H2), hidruro de sodio (NaBH4) y etilenglicol (C2H6 O2), además de otros alcoholes y compuestos de origen vegetal. Cuando el precursor de metal platino se reduce a platino metálico neutro (Pt0), la mezcla de reacción se sobresaturará y precipitará en forma de partículas a nanoescala. A menudo se utilizan estabilizadores como el poliacrilato de sodio o el citrato de sodio para estabilizar la superficie de las nanopartículas y evitar su agregación.
Controles de forma y tamaño
Las investigaciones muestran que los ligandos y disolventes tienen un impacto importante en el tamaño y la forma de las nanopartículas de platino. Ramírez et al. informaron del descubrimiento de que las semillas de nanopartículas de platino se prepararon descomponiendo Pt2(dba)3 en tetrahidrofurano (THF) bajo una atmósfera de monóxido de carbono. Las partículas producidas en estas condiciones están rodeadas por ligandos de THF y CO débilmente unidos y tienen aproximadamente 1,2 nm de diámetro. Después de la limpieza, se añadió hexadecilamina (HDA) para reemplazar los ligandos de THF y CO. Después de aproximadamente siete días, se formaron nanopartículas de platino cristalinas esféricas monodispersas con un diámetro promedio de 2,1 nm.
Cuando se utilizaron agentes bloqueantes más fuertes, como trifenilfosfina o dedecanotiol, las nanopartículas conservaron su forma esférica, lo que indica el efecto de los ligandos HDA en la forma de las partículas.
En términos de control de forma y tamaño, diferentes proporciones de agente bloqueante de polímero en relación con los cambios en la concentración del precursor también pueden lograr el efecto deseado. Dicha síntesis de coloides reductores puede producir una variedad de formas como tetraedros, cubos, prismas irregulares, icosaedros y octaedros, y su dispersión depende de la relación de concentración del agente bloqueante al precursor.
Método de síntesis verde
Al utilizar extracto de hoja de caqui (Diospyros kaki) como agente reductor, se logró una síntesis ecológica a partir de ácido cloroplatínico. Las nanopartículas sintetizadas tenían forma esférica con un diámetro que oscilaba entre 212 nm. Diferentes reacciones, temperatura y concentración del extracto de hoja. afectó el tamaño de las partículas sintetizadas. Mediante análisis espectral, se descubrió que la reacción no era promovida por enzimas, sino reducida por pequeñas moléculas de origen vegetal.
Propiedades y aplicaciones
Las propiedades químicas y físicas de las nanopartículas de platino las hacen adecuadas para una variedad de aplicaciones de investigación, incluidas la electrónica, la óptica, la catálisis y la inmovilización de enzimas.
Las nanopartículas de platino se utilizan ampliamente como catalizadores, incluidas reacciones de oxidación de hidrógeno, síntesis industrial y reducción de gases de escape de automóviles.
Las nanopartículas de platino, bajo la influencia de su forma, tamaño y morfología, pueden ejercer efectos catalíticos en soluciones coloidales homogéneas o como catalizadores en fase gaseosa soportados sobre materiales sólidos. Sus propiedades ópticas también son fascinantes, ya que exhiben el característico fenómeno de resonancia de plasmón superficial (SPR) en el rango ultravioleta. Esta propiedad les otorga un amplio potencial en aplicaciones de electrónica, catálisis, detección y fotovoltaica.
Sin embargo, las interacciones biológicas de las nanopartículas de platino aún están en estudio y sus problemas de toxicidad también deben considerarse cuidadosamente. Aunque tienen un amplio potencial para aplicaciones médicas, aún es necesario evaluar cuidadosamente las respuestas y los efectos en los organismos. ¿Cómo ejercen su eficacia las nanopartículas de platino en diferentes entornos biológicos y qué impacto tendrán en la vida? ¿Vale la pena reflexionar?
