Síntesis y caracterización óptica de nanopartículas de oro y plata

Autores/as

Jesus Manuel Rivera Esteban
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo
https://orcid.org/0000-0002-1790-6955

Palabras clave:

Síntesis, caracterización, nanopartículas, oro y plata

Sinopsis

La Nanociencia es el estudio de los fenómenos y la manipulación de materiales a escala nanométrica y la nanotecnología se define como el diseño, caracterización y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas complejos mediante el control de la forma, el tamaño y las propiedades de la materia a escala nanométrica (G. M. Uribe, 2007). Así estas dos disciplinas emergentes tienen un elevado carácter multidisciplinar con especial relevancia científica y social.

Los antecedentes en el uso de la nanotecnología fueron con fines artísticos y tenían un carácter eminentemente empírico estas son el punto de partida actual para el desarrollo de nanomateriales, como ejemplo citamos la famosa copa de Bronce de Lycurgus, que data del siglo IV d. C. y que posee vidrio coloreado cuya propiedad es porque dispersa luz verde y transmite luz roja, debido a que contiene nanopartículas metálicas de unos 5 -50 nm que son una aleación de plata y oro, (Barber, 2007).

El método de reducción química es una de las más frecuentes utilizado para la preparación de soluciones coloidales de metales. Consiste en la reducción de una sal del metal mediante un reductor químico. La naturaleza del reductor determina en gran medida la forma, el tamaño y las propiedades eléctricas de las partículas resultantes, por lo tanto, su elección dependerá de la aplicación ulterior de las nanopartículas obtenidas, (Sánchez – Cortez, 2004). Pero los coloides producidos por el método químico están generalmente contaminados con los subproductos residuales tales como iones y agentes reductores Liang, C. et al., (2004), describen el método de ablación con láser para preparar nanopartículas metálicas (MNPs) en soluciones utilizando el láser con parámetros definidos Kabashin et al., (2003) describen las ventajas de este método incluyen la relativa simplicidad del procedimiento y la ausencia de reactivos químicos en la preparación final.

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Referencias

Alba Rosales Jorge Enrique. (2013). Estudio de la Ablación Láser mediante la Fotoacústica Pulsada: Síntesis de Nanopartículas. Tesis de Maestría en la Universidad de Guanajuato, México. 1-74.

Amendola, V., & Meneghetti, M. (2009-b). Laser ablation synthesis in solution and size manipulation of noble metal nanoparticles. Physical chemistry chemicalphysics, 11(20), 3805-3821.

Amendola, V., & Meneghetti, M. (2013). What controls the composition and the structure of nanomaterials generated by laser ablation in liquid solution?.Physical Chemistry Chemical Physics, 15(9), 3027-3046.

Ashfold, M. N., Claeyssens, F., Fuge, G. M., & Henley, S. J. (2004). Pulsed laser ablation and deposition of thin films. Chemical Society Reviews, 33(1), 23-31.

Barber, D. J., & Freestone, I. C. (2007). An investigation of the origin of the colour of the Lycurgus Cup by analytical transmission electron microscopy. Archaeometry, 32(1), 33-45.

Barcikowski, S., & Compagnini, G. (2013). Advanced nanoparticle generation and excitation by lasers in liquids. Physical Chemistry Chemical Physics, 15(9), 3022-3026.

Bellucci, S. (2008). Nanoparticles and Nanodevices in Biological Applications: The INFN Lectures (Vol. 4). Springer Science & Business Media.

Brause, R., Moeltgen, H., & Kleinermanns, K. (2002). Characterization of laser-ablated and chemically reduced silver colloids in aqueous solution by UV/VIS spectroscopy and STM/SEM microscopy. Applied Physics B, 75(6-7), 711-716.

Brech, F., & Cross, L. (1962). Optical microemission stimulated by a ruby laser. Appl. Spectrosc, 16(2), 59.

Bréchignac, C., Houdy, P., & Lahmani, M. (2008). Nanomaterials and nanochemistry. Springer Science & Business Media.

Cao, G. (2004). Nanostructures and Nanomaterials. Imperials. College Press.

Chen, Y. S., Frey, W., Aglyamov, S., & Emelianov, S. (2012). Environment‐Dependent Generation of Photoacoustic Waves from Plasmonic Nanoparticles.Small, 8(1), 47-52.

Chichkov, B. N., Momma, C., Nolte, S., Von Alvensleben, F., & Tünnermann, A. (1996). Femtosecond, picosecond and nanosecond laser ablation of solids. Applied Physics A., 63(2), 109-115.

Corbierre, M. K., Beerens, J., Beauvais, J., & Lennox, R. B. (2006). Uniform one-dimensional arrays of tunable gold nanoparticles with tunable interparticle distances. Chemistry of materials, 18(11), 2628-2631.

Cruz, D. A., & Rodríguez, M. C. (2012). Nanopartículas metálicas y plasmones de superficie: Una relación profunda. Avances en Ciencias e Ingeniería, 3(2), 67-78.

Daniel L. & Astruc, D. (2004). Gold nanoparticles: assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology. Chemical reviews, 104(1), 293-346.

De la Venta Grande José. (2009). Propiedades magnéticas de nanopartículas de oro. Tesis Doctoral. Universidad Complutense de Madrid. España.

Debenedetti, (1996). Metastable Liquids. Concepts and Principles. Princeton University Press.

DellʼAglio, M., Gaudiuso, R., De Pascale, O., & De Giacomo, A. (2015). Mechanisms and processes of pulsed laser ablation in liquids during nanoparticle production. Applied Surface Science.

Echevarria García, N. (2016). Síntesis y caracterización de nanopartículas de oro. Trabajo de fin de grado en Química. Universidad del País del Vasco.

Elsayed, K. A., H. Iman, M. A. Ahmed, and R. Ramadam. (2013). Effect of focusing conditions and laser parameters on the fabrication of gold nanoparticles via laser ablation in liquid, Optics and Laser Technology, vol. 45, issue 1, pp. 495 – 502.

El-Sayed, M. A. (2001). Some interesting properties of metals confined in time and nanometer space of different shapes. Accounts of chemical research, 34(4), 257-264.

Fiorucci, M. P. (2015). Aplicación de la ablación mediante láser pulsado de nanosegundo a la limpieza y texturizado de materiales.

Freestone, I., Meeks, N., Sax, M., & Higgitt, C. (2007). The Lycurgus cup a roman nanotechnology. Gold Bulletin, 40(4), 270-277.

Friederici Muñoz, Mario German. (2013). Nanopartículas de Au y Pd: Síntesis, funcionalización y aplicaciones catalíticas. Tesis doctoral. Universidad de Barcelona. España.

G. M. Uribe, J. L. Rodríguez-López, La nanociencia y la nanotecnología: Una revolución en curso, Perfiles latinoamericanos: revista de la Facultad Latinoamericana de Ciencias Sociales, Sede México (2007) 161-186.

Hishan Iman, Khaled, Mohamed A. Ahmed, Rania Ramdam. (2012). Effect of Experimental Parameters on the Fabrication of Gold Nanoparticles via Laser Ablation. Optics and Photonics Journal, 273-84. Giza Egypt.

Inasawa, S., Sugiyama, M., & Yamaguchi, Y. (2005). Laser-induced shape transformation of gold nanoparticles below the melting point: the effect of surface melting. The Journal of Physical Chemistry B, 109(8), 3104-3111.

Jain, P. K., Lee, K. S., El-Sayed, I. H., & El-Sayed, M. A. (2006). Calculated absorption and scattering properties of gold nanoparticles of different size, shape, and composition: applications in biological imaging and biomedicine. The Journal of Physical Chemistry B, 110(14), 7238-7248.

Joachim Christian - Plévert Laurence. (2014). Nanociencias. La revolución invisible. Trillas.

Johnson, P. B., & Christy, R. W. (1972). Optical constants of the noble metals. Physical review B, 6(12), 4370.

Kabashin, A. V., & Meunier, M. (2003).Synthesis of colloidal nanoparticles during femtosecond laser ablation of gold in water. Journal of Applied Physics, 94(12), 7941-7943.

Kamat, P. V.; Flumiani, M.; Hartland, G. V. J. Phys. Chem. B. (1998), 102, 3123.

Kreibig, U., & Vollmer, M. (2013). Optical properties of metal clusters (Vol. 25). Springer Science & Business Media.

Kurita, H., Takami, A., & Koda, S. (1998). Size reduction of gold particles in aqueous solution by pulsed laser irradiation. Applied Physics Letters, 72(7), 789-791.

Lam, J., Amans, D., Chaput, F., Diouf, M., Ledoux, G., Mary, N. & Dujardin, C. (2014). γ-Al 2 O 3 nanoparticles synthesised by pulsed laser ablation in liquids: a plasma analysis. Physical Chemistry Chemical Physics, 16(3), 963-973.

Liang, C., Bruell, C. J., Marley, M. C., & Sperry, K. L. (2004).Persulfate oxidation for in situ remediation of TCE. II. Activated by chelated ferrous ion. Chemosphere, 55(9), 1225-1233.

Liu, J., & Jiang, G. (2015). Silver Nanoparticles in the Environment. Springer.

Liu, P., Cui, H., Wang, C. X., & Yang, G. W. (2010). From nanocrystal synthesis to functional nanostructure fabrication: laser ablation in liquid. Physical Chemistry Chemical Physics, 12(16), 3942-3952.

Lu, X., Rycenga, M., Skrabalak, S. E., Wiley, B., & Xia, Y. (2009). Chemical synthesis of novel plasmonic nanoparticles. Annual review of physical chemistry, 60, 167-192.

Mafuné, F., Kohno, J. Y., Takeda, Y., & Kondow, T. (2002). Growth of gold clusters into nanoparticles in a solution following laser-induced fragmentation. The Journal of Physical Chemistry B, 106(34), 8555-8561.

Mafuné, F., Kohno, J. Y., Takeda, Y., Kondow, T., & Sawabe, H. (2000). Formation and size control of silver nanoparticles by laser ablation in aqueous solution. The Journal of Physical Chemistry B, 104(39), 9111-9117.

Mallick, K., Witcomb, M., & Scurrell, M. (2006). Silver nanoparticle catalysed redox reaction: an electron relay effect. Materials Chemistry and Physics, 97(2), 283-287.

Marín, E. (2008). Escuchando la luz: breve historia y aplicaciones del efecto fotoacústico. Latin-American Journal of Physics Education, 2(2), 17.

Mie, G. (1908). Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallösungen. Annalen der physik, 330(3), 377-445.

Miramontes, O., & Volke, K. (Eds.). (2013). Fronteras de la física en el siglo XXI. Cop It Ar Xives.

Mock, J. J., Barbic, M., Smith, D. R., Schultz, D. A., & Schultz, S. (2002). Shape effects in plasmon resonance of individual colloidal silver nanoparticles.The Journal of Chemical Physics, 116(15), 6755-6759.

Monge, M. (2014). Nanopartículas de plata: métodos de síntesis en disolución y propiedades bactericidas. In Anales de Química (Vol. 105, No. 1).

Muniz-Miranda, M., Gellini, C., Simonelli, A., Tiberi, M., Giammanco, F., &Giorgetti, E. (2013). Characterization of copper nanoparticles obtained by laser ablation in liquids. Applied Physics A, 110(4), 829-833.

Nikov, R. G., Nikolov, A. S., Nedyalkov, N. N., Atanasov, P. A., Alexandrov, M. T., & Karashanova, D. B. (2013). Processing condition influence on the characteristics of gold nanoparticles produced by pulsed laser ablation in liquids. Applied Surface Science, 274, 105-109.

Ogale, S. B., Malshe, A. P., Kanetkar, S. M., &Kshirsagar, S. T. (1992). Formation of diamond particulates by pulsed ruby laser irradiation of graphite immersed in benzene. Solid state communications, 84(4), 371-373.

Pecora, R. (2000). Dynamic light scattering measurement of nanometer particles in liquids. Journal of nanoparticle research, 2(2), 123-131.

Pyatenko, A., Wang, H., Koshizaki, N., & Tsuji, T. (2013). Mechanism of pulse laser interaction with colloidal nanoparticles. Laser & Photonics Reviews, 7(4), 596-604.

Resano-García, A., Battie, Y., Koch, A., Naciri, A. E., & Chaoui, N. (2015). Influence of the laser light absorption by the colloid on the properties of silver nanoparticles produced by laser ablation in stirred and stationary liquid. Journal of Applied Physics, 117(11), 113103.

Resta, V. (2007). Propiedades morfológicas y ópticas de nanopartículas de oro producidas o procesadas mediante técnicas láser. Tesis Doctoral. Universidad Autónoma de Madrid. Madrid, 2007.

Roucoux, A., Schulz, J., & Patin, H. (2002). Reduced transition metal colloids: a novel family of reusable catalysts? Chemical Reviews, 102(10), 3757-3778.

Salminen, T. (2013). Production of Nanomaterials by pulsed laser ablation.Tampereen teknillinen yliopisto. Julkaisu-Tampere University of Technology. Publication; 1121.

Sánchez-Cortés, S., Garcı́a, J. V., & Morcillo, G. (2004). Morphological study of metal colloids employed as substrate in the SERS spectroscopy. Journal of colloid and interface science, 167(2), 428-436.

Semaltianos, N. G. (2010). Nanoparticles by laser ablation. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 35(2), 105-124.

Takami, A., Kurita, H., & Koda, S. (1999). Laser-induced size reduction of noble metal particles. The Journal of Physical Chemistry B, 103(8), 1226-1232.

Takami, A., Yamada, H., Nakano, K., & Koda, S. (1996). Size reduction of silver particles in aqueous solution by laser irradiation. Japanese journal of applied physics, 35(6B), L781.

Takeuchi, N. (2013). Nanociencia y nanotecnología: La construcción de un mundo mejor átomo por átomo. Secretaría de Educación Pública. México.

Tarasenko, N. V., Butsen, A. V., Nevar, E. A., & Savastenko, N. A. (2006). Synthesis of nanosized particles during laser ablation of gold in water. Applied surface science, 252(13), 4439-4444.

Tsuji, T., Okazaki, Y., Tsuboi, Y., & Tsuji, M. (2012). Nanosecond time-resolved observations of laser ablation of silver in water. Japanese journal of applied physics, 46(4R), 1533.

Valverde-Alva, M. A., García-Fernández, T., Villagrán-Muñiz, M., Sánchez-Aké, C., Castañeda-Guzmán, R., Esparza-Alegría, E. Márquez- Herrera, C. M. (2015). Synthesis of silver nanoparticles by laser ablation in ethanol: A pulsed photoacoustic study. Applied Surface Science, 355, 341-349.

Wang, Y., Plummer, E. W., & Kempa, K. (2011). Foundations of plasmonics. Advances in Physics, 60(5), 799-898.

Yang, G. (2012). Laser ablation in liquids: principles and applications in the preparation of nanomaterials. CRC Press.

Yang, G. W. (2007). Laser ablation in liquids: applications in the synthesis of nanocrystals. Progress in Materials Science, 52(4), 648-698.

Zanella, R. (2012). Metodologías para la síntesis de nanopartículas: controlando forma y tamaño. Mundo Nano. Revista Interdisciplinaria en Nanociencia.

Chaturvedi S, Dave PN, Shah NK. Applications of nano-catalyst in new era. J Saudi Chem Soc 2012; 16(3):307-25.

Morose G. The 5 principles of ‘‘Design for Safer Nanotechnology’’. J Clean Prod 2010:18(3): 285-9. Chávez-Lizárraga J. Selva Andina Res. Soc.

Simeonidis K, Mourdikoudis S, Kaprara E, Mitrakas M, Polavarapu L, Inorganic engineered nanoparticles in drinking water treatment: A critical review. Environ Sci Water Res Technol 2016; 2:43-70.

Zhang WX. Nanoscale iron particles for environmental remediation: an overview. J Nanopart Res 2003; 5:323-32.

Amendola, V., & Meneghetti, M. (2009-a). Size evaluation of gold nanoparticles by UV- Vis spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry C, 113(11), 4277-4285.

Coppins, M. 2010 Electrostatic breakup in a misty plasma. Phys. Rev. Lett. 104, 065003.

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July 25, 2024

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