L'or est spécial, convoité comme investissement, prisé comme bijoux et avec une histoire décorative qui remonte à des milliers d'années. Des surfaces dorées ornées ont été trouvées dans d'anciennes tombes égyptiennes, où des nanoparticules d'or ont été utilisées comme peintures.

Aujourd'hui, les chercheurs de l'UTS ont résolu l'énigme de ce qui rend l'or spécial dans le domaine émergent de la nanotechnologie.

le professeur Jeffrey Reimers et le professeur agrégé Mike Ford, de l'École des sciences mathématiques et physiques, a dirigé une équipe qui a expliqué le processus de liaison chimique qui se produit pendant la croissance des nanoparticules d'or.

Leurs recherches, publié cette semaine dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ), ouvre la voie à des applications en imagerie biomédicale, livraison de médicaments et électronique.

"Ce qui rend l'or spécial - et, d'ailleurs, ce qui rend le soufre spécial - s'est avéré être la clé pour comprendre comment les nanoparticules se développent, " a déclaré le professeur Reimers, qui est membre de l'Académie australienne des sciences et lauréat 2016 de sa médaille David Craig pour la recherche chimique.

"L'or est unique car il ne rouille pas, corroder ou ternir, ce qui signifie qu'il ne réagit généralement pas avec les choses qui l'entourent. C'est pourquoi il est connu comme un « métal noble ».

"Les électrons dans l'or voyagent si vite qu'ils deviennent lourds, un effet plus important pour l'or que les autres atomes… donc l'or a l'apparence d'un métal, mais avec une couleur étrange et bien d'autres propriétés comme celles des non-métaux comme le soufre."

Développer des nanoparticules dans des traitements non invasifs et ciblés pour des maladies telles que le cancer est un défi permanent pour les scientifiques. La clé réside dans le contrôle de la taille et de la forme des nanoparticules d'or, et les obligeant à se comporter de certaines manières.

En identifiant l'importance de la "colle" qui lie la surface des nanoparticules d'or pour maintenir les produits chimiques potentiellement destructeurs hors de portée, le professeur Reimers et le professeur agrégé Ford, avec des collaborateurs de l'Université technique du Danemark et de l'Université de Sydney, ont trouvé la clé essentielle pour personnaliser les propriétés des nanoparticules.

L'or et le soufre peuvent réagir ensemble pour former de fortes liaisons covalentes (une liaison chimique où des paires d'électrons sont partagées entre les atomes) dans des composés connus sous le nom de Au(I)-thiolates.

Le professeur Reimers a déclaré que pendant 30 ans, les chimistes ont cru que c'était la raison pour laquelle les colles au soufre adhèrent aux nanoparticules d'or et les protègent.

"Toutefois, nos recherches démontrent que c'est une force connue sous le nom de force de van der Walls - un type d'attraction entre des molécules d'origine mécanique quantique - qui est responsable de la liaison du soufre au métal d'or et aux nanoparticules.

"Jusqu'à ce que l'on comprenne correctement et correctement le lien, on ne peut pas décrire correctement la chimie."

Le professeur Reimers a déclaré que la voie était désormais ouverte pour que les gens conçoivent des expériences qui indiquent vraiment comment les nanoparticules se développent.

"On ne peut qu'imaginer qu'étant donné cette connaissance, des choses peuvent être faites à l'avenir qui n'ont jamais été rêvées dans le passé.

"Ce que nous avons maintenant, ce sont de meilleurs outils pour comprendre comment faire ces choses, qui ouvrira la voie aux chercheurs pour inventer de nouvelles générations de nanotechnologies de l'or."