At forstå, hvordan små organiske ioner stabiliserer guldnanopartikler, kan give bedre kontrol

Udvidelse af potentialet for guldnanopartikler til en række anvendelser kræver metoder til at stabilisere klyngerne og kontrollere deres størrelse. Forskere ved KAUST afslører, hvordan simple organiske citrationer, afledt af let tilgængelig citronsyre, kan interagere med guldatomerne for at give de stabile nanopartikler, der er nødvendige for yderligere forskning.

Sådanne klynger af guldatomer viser sig i stigende grad anvendelige som katalysatorer, medicinafgivelsessystemer, anti-cancer midler og komponenter af solceller blandt andre applikationer.

"De potentielle anvendelser af guldnanopartikler kan have en enorm indflydelse på samfundet, og forståelse af stabilisatorer som citrat kan være afgørende for fremskridt, " sagde Jean-Marie Basset, Direktør for KAUST Catalysis Center og anerkendt professor i kemividenskab, og et medlem af forskergruppen, Professor Luigi Cavallo.

Sammen med kolleger på universitetets Core Labs og kolleger i Storbritannien, Schweiz og Frankrig, forskerne har vist forskellige måder, hvorpå citrationer kan binde sig til guldatomer på overfladen af ​​nanopartikler1. De opdagede også, hvordan man kan påvirke bindingstilstanden ved at kontrollere forholdet mellem nanopartikler og citrationer. Forskellige tilstande kan påvirke nanopartiklernes strukturer og egenskaber.

"Den eksperimentelle og teoretiske karakterisering af disse systemer er udfordrende på grund af den fleksible karakter af interaktionen mellem citrat og guld, " sagde Basset. Han forklarede, at samarbejdet mellem KAUST-teams var afgørende for at klare udfordringerne, muliggør skabelse af de stabiliserede nanopartikler og deres analyse og billeddannelse i høj opløsning (se billede).

En grund til gulds anvendelighed i medicinske applikationer er dets kemisk stabile natur. Andre forskere har vist, at denne stabilitet tillader guld at transportere lægemidler gennem kroppen uden at forårsage kemiske bivirkninger.

Styring af strukturen af ​​guldnanopartikler kunne også finjustere deres interaktion med lys for at udnytte et fænomen kendt som overfladeplasmonresonans. Dette kan gøre det muligt at udnytte lysets energi til at dræbe kræftceller. Vedhæftning af antistoffer kan lede nanopartiklerne til de specifikke celler, der skal behandles. Typen af ​​interaktion med lys afhænger af nanopartikelstrukturen og kan også give anvendelser i solceller og mikroelektronik.

Forskerne vurderer, at indsigterne fra dette arbejde på KAUST også kan være anvendelige på nogle andre metaller og planlægger at udforske dette som den næste fase af forskningen. "Vi ønsker at tage den bredere udfordring, sagde Basset.