Condições de agitação precisas são essenciais para otimizar a síntese de nanoestruturas

A agitação permite homogeneização e troca eficiente de gases — esse fato é conhecido há décadas. Controlar a taxa de agitação durante a síntese do nanocluster é essencial para atingir nanoestruturas com tamanhos, estruturas, propriedades ópticas e estabilidade bem definidos.

Esta percepção foi destacada num estudo recente publicado em Pequeno liderado pelo Diretor Bartosz A. Grzybowski do Centro de Síntese Algorítmica e Robotizada do Instituto de Ciências Básicas.

Para o estudo de caso, o grupo escolheu a síntese de nanoaglomerados de prata fluorescentes no sistema clássico de borohidreto de sódio/glutationa. Os pesquisadores perceberam que a entrega de oxigênio à mistura sintética em um tempo e taxa adequados pode ser um fator decisivo para o resultado da síntese.

Foi possível ajustar precisamente as propriedades das estruturas obtidas — de instáveis ​​e não fluorescentes a altamente fluorescentes — apenas controlando as condições de agitação. Mesmo uma mudança muito pequena no tamanho da barra de agitação, de 25 por 12 mm para 20 por 10 mm, mantendo a mesma taxa de agitação, resultou sistematicamente em um produto não fluorescente.

Além disso, o oxigênio foi determinado como um fator que dita a estrutura e as propriedades funcionais dos nanoaglomerados de prata. A entrega de grandes quantidades de oxigênio usando condições de agitação precisas resultou na criação de nanoaglomerados de prata fluorescentes que ostentam estabilidade notável, que retiveram a fluorescência por mais de dois anos.

“Como químico, fiquei bastante intrigado com o fato de o oxigênio não ter simplesmente ‘arruinado’/oxidado a prata. Em vez disso, a fluorescência se tornou tão duradoura porque o oxigênio foi incorporado à estrutura de prata dos nanoaglomerados em formação”, disse o diretor Grzybowski, chefe do grupo.

A estabilidade sem precedentes desses nanoaglomerados de prata pode abrir caminho para um uso mais amplo em catálise, biossensores ou bioimagem.

Este estudo aprimora a compreensão da relação entre a estrutura e as propriedades das nanoestruturas, abrindo caminho para um design mais flexível de nanomateriais com propriedades personalizadas e ampliando o escopo de seus usos potenciais.