Un procédé simple et efficace pour le revêtement d'argent, Des nanoparticules d'or et de platine avec des coquilles de silice fonctionnalisées à température ambiante ont été développées par A*STAR. Surtout, contrairement aux méthodes classiques de production de nanoparticules métalliques enrobées de silice, ce procédé est à base d'eau et n'emploie pas d'alcool, ce qui le rend à la fois rentable et respectueux de l'environnement.

Les nanoparticules de métaux nobles recouvertes de silice ont suscité un grand intérêt car elles peuvent être utilisées comme catalyseurs ainsi que dans des applications calorimétriques et optiques. Ils sont généralement produits à l'aide de précurseurs de silane, mais ceux-ci sont généralement insolubles dans l'eau. Par conséquent, il faut ajouter de l'alcool à l'eau pour faciliter l'hydrolyse de ces précurseurs, augmenter le coût de production et rendre le processus moins écologique.

Maintenant, une équipe dirigée par Ming-Yong Han et Shah Kwok Wei de l'Institut de recherche et d'ingénierie des matériaux A*STAR a mis au point une méthode sans alcool pour produire des nanoparticules de métaux nobles recouvertes de silice.

Pour faire ça, l'équipe a pris un précurseur couramment utilisé, tétraméthoxysilane (Si(OCH₃)₄), et substitué un groupe polaire (mercaptopropyle) à un groupe méthoxy (O-CH3), ce qui a donné un précurseur soluble dans l'eau. Puis, pour permettre à ce précurseur de se lier directement aux surfaces des nanoparticules métalliques, ils l'ont fonctionnalisé avec un groupe thiol (–SH).

Ce procédé présente de nombreux avantages. Il est simple à mettre en œuvre, efficace, universel et facilement évolutif. Par ailleurs, puisque l'épaisseur de l'enveloppe de silice augmente avec le temps de revêtement, l'épaisseur de la coque peut être facilement contrôlée jusqu'à plusieurs dizaines de nanomètres.

En modifiant légèrement le processus, Han et ses collègues pourraient également produire des nanoparticules qui ont une activité élevée pour une technique spectroscopique extrêmement sensible connue sous le nom de diffusion Raman améliorée en surface (SERS) et sont prometteuses pour une détection hautement sensible dans des applications analytiques et biologiques. Le SERS est basé sur le signal Raman extrêmement amélioré généré lorsqu'un composé à activité Raman est adsorbé sur une surface métallique. Les chercheurs ont préparé les nanoparticules actives SERS sans fluorescence en prenant en sandwich des molécules actives Raman entre la nanoparticule de métal noble et la coque de silice.

"La simplicité du processus de revêtement de silice signifie qu'il a un grand potentiel pour le revêtement et la protection des surfaces de divers types de nanoparticules métalliques, " explique Han. " De plus, les nanoparticules métalliques hautement chargées négativement et actives SERS qui en résultent avec des coquilles de silice fonctionnalisées par thiol et des caractéristiques de protection de surface sont très prometteuses pour diverses applications impliquant des solutions aqueuses. »

En particulier, Han note, cette voie d'eau facile, Un revêtement de silice efficace et fonctionnel de nanoparticules métalliques à température ambiante pourrait être étendu pour enrober des nanoparticules d'oxyde métallique pour des applications de construction écologique.