L'ablation laser pulsée en liquide (PLAL) est une technique fiable et polyvalente pour produire des nanoparticules métalliques (NP) en solution. Ses avantages, notamment l'absence d'agents réducteurs, la simplicité opérationnelle, la haute pureté sans étapes de purification et les conditions de traitement ambiantes, en font un choix privilégié par rapport aux approches conventionnelles de préparation de NP métalliques comme la méthode de réduction chimique.
L'adoption généralisée du PLAL dans les domaines de la recherche scientifique et industrielle témoigne de son utilité. Cependant, la taille et le coût de maintenance des sources laser traditionnelles posent des défis importants aux laboratoires, en particulier à ceux qui ne sont pas spécialisés dans la science laser.
Conscients de ces obstacles, les professeurs Hidehiro Sakurai, Yumi Yakiyama et leur équipe de l'Université d'Osaka se sont tournés vers le système laser à micropuce (MCL). Développé par le groupe Taira de l'Institut des sciences moléculaires (IMS), MCL est un système laser à impulsion géante compact et à faible consommation d'énergie, doté d'une courte longueur de cavité inférieure à 10 mm, ce qui le rend bien adapté aux laboratoires de synthèse organique standard.
Malgré l'avantage de sa taille, l'applicabilité des spécifications du MCL (en particulier sa petite énergie d'impulsion) au PLAL d'une cible Au était inconnue. L'équipe de recherche visait à comprendre comment les différences dans les spécifications instrumentales contribuent aux résultats du PLAL de l'Au, dans le but de promouvoir la synthèse en laboratoire et l'application directe des NP à des fins catalytiques.
Dans leur enquête publiée dans la revue Industrial Chemistry &Materials , l'équipe a utilisé MCL pour PLAL de Au, en se concentrant sur les effets de la petite énergie d'impulsion laser (0,5 mJ), de la courte durée d'impulsion (0,9 ns) et du faible taux de répétition (10 Hz) sur l'efficacité de l'ablation. Les résultats ont révélé que le MCL présentait une efficacité d'ablation relativement élevée malgré une énergie d'impulsion beaucoup plus faible que celle des lasers conventionnels de plus grande puissance (25 mJ/impulsion, durée de 12 ns, 10 Hz).
"Notre étude fournit de nouvelles informations sur la préparation des NP Au à l'aide du système compact MCL. Surtout, elle ouvre la voie à l'utilisation directe de NP hautement réactives préparées par MCL dans le développement de nouvelles réactions catalytiques au sein des laboratoires de chimie de synthèse standards", a déclaré Sakurai. .
L'équipe de recherche comprend Barana Sandakelum Hettiarachchi, Yusuke Takaoka, Yuta Uetake, Yumi Yakiyama et Mihoko Maruyama, Yusuke Mori, Hiroshi Y. Yoshikawa et Hidehiro Sakurai de l'Université d'Osaka; et Hwan Hong Lim et Takunori Taira de l'Institut des sciences moléculaires.
Plus d'informations : Barana Sandakelum Hettiarachchi et al, Découverte de la synthèse de nanoparticules d'or à l'aide d'un système laser à micropuce par ablation laser pulsée en solution aqueuse, Chimie et matériaux industriels (2024). DOI :10.1039/D3IM00090G
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