Nanoparticules de métaux nobles, comme l'or et l'argent, sont bien connus dans le domaine de la recherche de la catalyse et des applications biomédicales. Par exemple, les nanoparticules d'or et d'argent peuvent être de bons catalyseurs pour diverses transformations chimiques, comme l'hydrogénation et l'oxydation. Ils peuvent également être utilisés pour la bio-imagerie, et en tant que porteurs de médicaments et radiosensibilisateurs dans le traitement du cancer en raison de leurs propriétés optiques et de leur biocompatibilité. Les nanoparticules d'argent ont été largement étudiées et utilisées dans des produits commerciaux pour leur activité antimicrobienne envers un large spectre de micro-organismes.

Ils ont des limites, bien que. Une meilleure compréhension à l'échelle moléculaire de leur comportement est difficile en raison de leurs tailles variables dans la phase dispersée. Grâce aux progrès des nanosciences et des nanotechnologies, divers nouveaux nanomatériaux ont été produits avec des propriétés physico-chimiques intéressantes qui profitent à une myriade d'applications. Cela inclut les nanoclusters métalliques ultrapetits (taille <2 nm), qui peut être obtenu avec une grande uniformité de la taille des particules dans la phase dispersée, haute précision atomique et structure moléculaire cohérente. Divers nanoclusters d'or ont été produits, cristallisé et caractérisé. L'un des plus étudiés est celui des nanoclusters d'or protégés par un thiolate de précision atomique. Il existe plusieurs nanoclusters d'or qui ont été signalés. Parmi eux, Au thiolate-protégé 25 RS 18 Les CN sont les plus étudiées. La compréhension moléculaire de l'Au 25 RS 18 NCs a été bien établi en utilisant la cristallographie aux rayons X, spectroscopie d'ionisation électrospray, analyse de la dynamique moléculaire et de la théorie fonctionnelle de la densité.

En général, les propriétés physico-chimiques des nanoclusters d'or sont différentes de leurs homologues nanoparticulaires en raison de leur taille ultrapetite ( <2 nm et <150 atomes d'or), les rendant plus réactifs, ayant un rapport surface/volume plus élevé et une utilisation atomique plus élevée. Cela signifie que plus l'atome d'or peut être utilisé efficacement. La taille ultrapetite contribue également aux effets de confinement quantique. Contrairement aux nanoparticules d'or plasmon, qui ont des niveaux d'énergie continus ou semi-continus, les nanoclusters d'or ont une structure électronique distincte et des propriétés de type moléculaire, comme la photoluminescence améliorée, magnétisme intrinsèque, chiralité intrinsèque et comportement redox discret. Aussi, les propriétés physico-chimiques des nanoclusters d'or sont plus dépendantes de la taille et de l'atome que les nanoparticules d'or, qui ont un caractère collectif. Par conséquent, ces propriétés peuvent être remarquablement ajustées par l'ingénierie des ligands et des métaux. Des exemples d'ingénierie des ligands incluent la variation du nombre et de la composition des ligands, et modifier les types de ligands, longueur et groupes fonctionnels. L'ingénierie des métaux peut impliquer un nombre et une composition de métal variables. Ces stratégies sont utiles pour concevoir des nanoclusters d'or protégés par un ligand.

IIUM chercheur Dr. Ricca Rahman Nasaruddin a travaillé sur Au 25 RS 18 NCs pour la catalyse depuis son doctorat et a établi une compréhension moléculaire des rôles des ligands dans l'accessibilité catalytique, activité, voie de réaction et mécanisme de réaction. Actuellement, elle et ses collègues travaillent à l'amélioration de la stabilité des catalyseurs des nanoclusters métalliques en les immobilisant sur plusieurs matériaux de support pouvant être obtenus à partir de déchets agricoles et industriels. Par exemple, des nanoclusters d'or immobilisés sur de la chitine extraite de déchets de carapaces de crevettes ont amélioré la recyclabilité des catalyseurs de nanoclusters d'or dans l'hydrogénation de 4-nitrophénol en solution par rapport aux nanoclusters d'or libres, qui ne peuvent être récupérés après la réaction catalytique.

"Les nanoclusters en alliage d'or et d'argent ont de meilleures activités antimicrobiennes par rapport aux nanoclusters simples d'or et d'argent, ", explique le Dr Ricca Rahman Nasaruddin.

Ils travaillent également à la production de nanoclusters en alliage or-argent protégés par du glutathion pour des applications antimicrobiennes. Ces nouveaux nanomatériaux d'alliage peuvent également être utilisés dans diverses applications à base d'antimicrobiens telles que les pansements et les désinfectants. En outre, les nanoclusters en alliage or-argent présentent également des propriétés photoluminescentes qui peuvent être étudiées plus avant pour des applications théranostiques. L'équipe de recherche de Nasaruddin étudie également le potentiel des nanoclusters d'or dans le développement de diagnostics et de nanocosmétiques.