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Come controllare le dimensioni delle nanoparticelle di platino: cosa può rendere le particelle più grandi o più piccole?
Le nanoparticelle di platino sono state ampiamente studiate per il loro potenziale in una varietà di applicazioni, spingendo gli scienziati a esplorare diversi metodi di sintesi per controllarne le dimensioni e la forma. Le nanoparticelle di platino si trovano solitamente sotto forma di sospensione o colloide in un liquido, come l'acqua. In queste sospensioni, la dimensione delle nanoparticelle di oro bianco può variare tra circa 2 e 100 nanometri (nm), a seconda delle condizioni di reazione.
Esistono molti metodi per sintetizzare nanoparticelle di platino e oro. Uno dei metodi più comuni è quello di utilizzare uno stabilizzatore o un agente di capping per ridurre il precursore di ioni platino per formare nanoparticelle colloidali. Questi precursori includono il cloroplatinato di potassio (K2PtCl6) e il cloruro di platino (PtCl2), utilizzando un agente riducente come l'idrogeno (H2) o l'idruro di sodio (NaBH4). In questi processi di sintesi, la dimensione finale delle particelle è influenzata da molti fattori, tra cui la scelta dei precursori, il rapporto tra stabilizzante e precursore e la temperatura di reazione.
La variazione di questi fattori può far sì che le dimensioni delle nanoparticelle di platino varino da pochi nanometri a centinaia di nanometri, il che pone le basi per la sua applicazione in diversi campi.
Inoltre, studi precedenti hanno dimostrato che la modifica del tipo di solvente e delle condizioni ambientali durante il processo di sintesi può influenzare anche la forma e le dimensioni delle nanoparticelle di platino. Ad esempio, per ottenere la forma desiderata delle particelle è possibile utilizzare modifiche negli additivi, come l'esadecilammina (HDA) o altri agenti di copertura forti. Quando si utilizzano agenti di copertura forti, la forma delle nanoparticelle solitamente rimane invariata e la stabilità di questa forma può essere controllata.
Questi studi dimostrano che il controllo della forma delle particelle non dipende solo dalla selezione dei precursori e degli additivi, ma anche dalle operazioni specifiche durante la reazione e dal ruolo degli stabilizzanti.
Contemporaneamente, negli ultimi anni, sono state condotte ricerche sulla sintesi ecocompatibile di nanoparticelle di platino, utilizzando estratti vegetali come agenti riducenti per contribuire a ridurre l'impatto ambientale del processo di sintesi. Questo metodo non solo è fattibile, ma le nanoparticelle di platino sintetizzate hanno un buon controllo della forma e soddisfano gli standard di protezione ambientale.
Le proprietà fisiche e chimiche delle nanoparticelle di platino le rendono potenzialmente applicabili in molti campi, come l'elettronica, la catalisi e la somministrazione di farmaci. Le loro prestazioni catalitiche sono particolarmente eccezionali e sono ampiamente utilizzate nelle celle a combustibile a idrogeno, nella sintesi industriale dell'azoto acido e nella catalisi dei gas di scarico. Queste proprietà sono influenzate dalla forma e dalle dimensioni delle particelle, pertanto è fondamentale trovare metodi efficaci per controllarne forma e dimensioni.
Cambiamenti così sottili possono dare origine a risultati inaspettati, influenzando così l'efficienza della loro applicazione in vari settori.
Inoltre, le proprietà ottiche delle nanoparticelle di platino-oro mostrano un grande potenziale anche nelle applicazioni della luce visibile. Sebbene le nanoparticelle di platino presentino caratteristiche di risonanza plasmonica di superficie (SPR) nella regione ultravioletta, le loro prospettive applicative nei prodotti elettronici possono ancora essere esplorate adattando le condizioni di sintesi. La ricerca dimostra che l'applicazione di nanoparticelle di platino nei materiali semiconduttori ha il potenziale per promuovere ulteriormente lo sviluppo della tecnologia di conversione dell'energia solare.
Infine, le PgAuNP di diverse dimensioni e forme possono avere molteplici effetti nei sistemi biologici. Questi effetti hanno il potenziale per essere terapeutici, ma comportano anche potenziali rischi di tossicità, poiché l'elevata reattività delle nanoparticelle può causare danni cellulari non necessari in vivo. Per questo motivo, comprendere la scienza che controlla le dimensioni delle nanoparticelle di platino è uno degli attuali temi caldi della ricerca.
Con il progresso della tecnologia, trovare il modo di bilanciare le condizioni di sintesi ottimali delle nanoparticelle di platino e oro per realizzare appieno il loro potenziale evitando al contempo di danneggiare gli organismi diventerà una sfida importante che gli scienziati dovranno risolvere. Come pensi che cambierà in futuro l'applicazione delle nanoparticelle di platino e come cambierà la nostra vita?
