Ver bajo la superficie de las nanopartículas bimetálicas
Nueva técnica para el seguimiento de la síntesis de nanopartículas bimetálicas core-shell
Las nanopartículas son importantes en muchas disciplinas porque su elevada superficie en comparación con su volumen les confiere interesantes propiedades. Por ello, es fundamental seguir desarrollando métodos analíticos para las nanopartículas. Investigadores de la Universidad de Osaka han dado a conocer una forma de caracterizar la formación de un tipo concreto de nanopartículas metálicas en tiempo real. Sus hallazgos se publican en Physical Review B.
Los átomos metálicos de las nanopartículas pueden aparecer en la superficie cuando las nanopartículas están recubiertas de un metal diferente.
Nobutomo Nakamura et al.
Estructura interna de la nanopartícula de Pd/Au obtenida por simulación de dinámica molecular.
Nobutomo Nakamura et al.
Las nanopartículas con núcleo están formadas por un tipo de material encapsulado dentro de otro y ofrecen propiedades que no se pueden conseguir con un solo material.
Cuando los materiales son metales y uno se deposita sobre el otro, ciertas características de los metales -por ejemplo, el tamaño de los átomos y la energía de la superficie- significan que deberían organizarse con un metal concreto como cáscara. Sin embargo, en la práctica, el resultado no siempre es el esperado y puede cambiar en función del procedimiento experimental.
Los métodos de análisis de los nanomateriales con cáscara se aplican generalmente después de la síntesis, lo que proporciona poca información sobre lo que ocurre durante el proceso de formación. Por ello, los investigadores desarrollaron una técnica que les permitió seguir la deposición y reestructuración del metal en tiempo real a temperatura ambiente.
"Nuestra técnica se basa en la idea de que si el metal de mayor energía superficial forma la cáscara, la superficie de la partícula quiere minimizarse, por lo que aprieta la esfera", explica el primer autor, Nobutomo Nakamura. "Sin embargo, si hay interdifusión de los metales, la estructura de las partículas con núcleo y cáscara es más dispersa. Por ello, seguimos la diferencia de forma de las partículas mediante un resonador piezoeléctrico".
Los cambios de forma se siguieron haciendo crecer las nanopartículas muy juntas en un sustrato y monitorizando después la distancia entre partículas a través de la resistencia.
Si el campo eléctrico excitado por el resonador hacía que los electrones se movieran entre las partículas que estaban separadas, la resistencia era alta porque el flujo era interrumpido por los huecos. Sin embargo, si las partículas se extendían y se tocaban, formando un camino continuo, entonces la resistencia disminuía. Esta información se utilizó para interpretar lo que ocurría en el interior de las partículas.
El sistema se utilizó para investigar tres combinaciones diferentes de dos metales, depositados en ambos órdenes. Se comprobó que las deposiciones podían seguirse en tiempo real y que la deposición de oro seguida de la de paladio conducía notablemente a la interdifusión, formando partículas en forma de concha con una estructura opuesta al orden de deposición.
"Nuestra técnica ofrece la oportunidad de afinar la preparación de nanopartículas bimetálicas en forma de concha", afirma el profesor asociado Nakamura. "Se espera que este control conduzca al diseño personalizado de nanomateriales para aplicaciones como la detección de hidrógeno y el procesamiento sostenible".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
"Restructuring in bimetallic core–shell nanoparticles: Real time observation"; Physical Review B
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