(PhysOrg.com) -- Une nouvelle étude menée par des chercheurs de la North Carolina State University met en lumière la façon dont une technique couramment utilisée pour fabriquer des nanoparticules monométalliques peut être étendue pour créer des nanoparticules composées de deux métaux – et qui ont des propriétés ajustables. L'étude donne également un aperçu des propriétés optiques de certaines de ces nanoparticules.

Le réglage des propriétés optiques des nanoparticules présente un intérêt pour des applications telles que la technologie de sécurité, et pour une utilisation pour rendre les réactions chimiques plus efficaces, ce qui a de multiples applications industrielles et environnementales.

Les chercheurs ont créé des nanoparticules core/shell avec un noyau d'or et une coque d'argent, ainsi que des nanoparticules d'alliage, qui mélangent l'or et l'argent. Les chercheurs ont également caractérisé les propriétés optiques de ces nanoparticules. "L'argent et l'or ont des propriétés optiques uniques résultant de leurs interactions spécifiques avec le champ électrique de la lumière, " dit le Dr Joe Tracy, professeur adjoint de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord et co-auteur d'un article décrivant l'étude. "En manipulant le rapport des métaux, et si les nanoparticules ont des structures noyau/enveloppe ou alliage, nous pouvons modifier leurs propriétés optiques avec contrôle."

Les chercheurs ont synthétisé les nanoparticules à l'aide d'une technique appelée « maturation digestive ». La technique a été utilisée pour créer des particules d'un seul métal pendant environ une décennie, mais il y a eu des études limitées sur les nanoparticules de noyau/coque et d'alliage créées à l'aide de la maturation digestive. Cependant, le caractère exhaustif de cette étude peut la rendre plus courante.

"Cette étude, ainsi que des travaux connexes effectués par d'autres, montre que la maturation digestive est une méthode viable pour créer des nanoparticules métalliques à plusieurs composants. Nous avons utilisé de l'or et de l'argent, mais les mêmes principes s'appliqueraient probablement à d'autres métaux, ", dit Tracy. "Notre évaluation détaillée de cette approche synthétique devrait aider d'autres chercheurs à explorer d'autres types de nanoparticules métalliques binaires."

La maturation digestive repose sur l'utilisation de ligands, qui sont de petites molécules organiques avec des parties qui se lient directement aux métaux. Les ligands sont généralement ancrés aux noyaux métalliques des nanoparticules et empêchent les nanoparticules de s'agglomérer, ce qui leur permet d'être suspendus en solution. La maturation digestive se produit lorsque les ligands sont capables de transporter des atomes métalliques du noyau d'une nanoparticule à une autre, ce qui entraîne une distribution de taille plus homogène parmi les nanoparticules.

Les chercheurs ont utilisé la maturation digestive pour créer une solution de nanoparticules d'or de taille similaire. Lorsqu'ils ont introduit de l'acétate d'argent dans la solution, les ligands ont transporté des atomes d'argent vers les surfaces des nanoparticules d'or, résultant en des nanoparticules avec des noyaux d'or et des coquilles d'argent.

Les chercheurs ont ensuite transféré les nanoparticules dans une seconde solution, contenant un ligand différent. Le chauffage de cette deuxième solution à 250 degrés Celsius a provoqué la diffusion des métaux les uns dans les autres, créant des nanoparticules constituées d'un alliage or-argent.

Les chercheurs ont également créé des nanoparticules d'alliage or-argent en sautant l'étape de création de la coquille, introduire de l'acétate d'argent dans la seconde solution, et élever la température à 250 degrés Celsius. Cette méthode "raccourcie" a l'avantage de simplifier le contrôle du rapport or/argent de l'alliage.