(PhysOrg.com) -- Avec un intérêt croissant pour l'utilisation de nanoparticules pour tout, des chaussettes antibactériennes à l'imagerie médicale en passant par les appareils électroniques, la nécessité de comprendre l'environnement, les risques pour la santé et la sécurité de ces particules augmentent également. Des chercheurs de l'Institut national des normes et de la technologie ont mis au point un processus simple de production de nanocristaux qui permettra d'étudier certaines propriétés physiques et chimiques qui affectent la façon dont les nanoparticules interagissent avec le monde qui les entoure.

Parce que les nanoparticules se comportent différemment des échantillons en vrac du même matériau, de nouveaux tests pour comprendre comment ils affectent les systèmes biologiques doivent être développés. Les toxicologues déterminent les dangers posés par les nanoparticules en les introduisant dans un système biologique et en surveillant les effets, mais il leur manque actuellement un ensemble de particules de contrôle dont la taille, la forme et la composition ont été soigneusement produites et caractérisées.

Dans un article récent publié dans Angewandte Chemie , * Les scientifiques du NIST décrivent un processus en une étape qui leur permet de contrôler la taille, la forme et la composition des nanocristaux d'alliage d'or et de cuivre pour créer des nanocubes aux bords parfaits aussi petits que 3,4 nanomètres, soit la moitié de l'épaisseur d'une paroi cellulaire et sur la même plage de taille que l'ADN.

Les chercheurs ont combiné et chauffé des précurseurs d'or et de cuivre avec d'autres produits chimiques pour produire des homogène, nanocubes parfaits avec un rendement abondant. Pour étudier le processus de formation, ils ont prélevé des échantillons à 1 heure, 1h30, 5 heures, et 24 heures et a constaté que seulement cinq heures étaient nécessaires pour produire des nanoparticules parfaitement cubiques de taille uniforme. En ajustant les ratios des produits chimiques dans la solution d'origine et le temps de réaction, ils ont pu contrôler avec précision la taille, forme et composition des nanocubes. Ce processus est unique en ce qu'il permet de contrôler le rapport des atomes de cuivre aux atomes d'or dans le nanocube à 3:1 ou 1:3.

"C'est un processus simple, et à notre connaissance est le premier à utiliser la chimie de synthèse, ou technologie « bottom up », pour produire des nanocubes contenant de l'or inférieurs à 5 nanomètres. Tout ce qui est inférieur à 10 nanomètres a été extrêmement difficile en raison du comportement mobile des atomes d'or, " dit la physicienne du NIST Angela R. Hight Walker, qui a écrit l'article avec Yonglin Liu, chercheur invité au NIST.

Le processus développé par le NIST pour créer de tels nanocubes permettra aux toxicologues de modifier systématiquement l'une des caractéristiques des nanocubes et d'observer comment le changement affecte la réponse biologique, si pas du tout.

Cette synthèse et les nanocubes de haute qualité qui en résultent peuvent avoir d'autres applications dans des domaines tels que l'énergie solaire, dit Liu. "Typiquement, nous ne pouvons pas faire de gros lots d'échantillons de haute qualité pour les tests ; maintenant nous pouvons."

Les nanocubes à bords parfaits sont uniques par rapport aux autres nanocubes de la littérature, dit Hight Walker. Les arêtes vives, par opposition aux bords tronqués ou arrondis, permettra différents, une chimie plus réactive qui pourrait être bénéfique dans des applications telles que la catalyse, dans laquelle les nanocubes seraient utilisés pour initier ou améliorer une réaction chimique.