Químicos da Ruhr-Universität Bochum desenvolveram um novo método de observação das reações químicas de nanopartículas de prata individuais, que mede apenas um milésimo da espessura de um cabelo humano, em tempo real. As partículas são usadas na medicina, alimentos e artigos esportivos porque têm efeito antibacteriano e antiinflamatório. Contudo, como eles reagem e se degradam nos sistemas ecológicos e biológicos é mal compreendido até agora. A equipe do Grupo de Pesquisa de Eletroquímica e Materiais em Nanoescala mostrou que as nanopartículas se transformam em partículas de cloreto de prata pouco solúveis sob certas condições. O grupo liderado pela Prof Dra. Kristina Tschulik relata os resultados no Jornal da American Chemical Society a partir de 11 de julho, 2018.

Medição em um ambiente natural

Mesmo sob condições de laboratório bem definidas, a pesquisa atual produziu diferentes, às vezes contraditório, resultados na reação de nanopartículas de prata. "Em cada lote de nanopartículas, as propriedades individuais das partículas, como tamanho e forma, variar, "diz Kristina Tschulik, um membro do Cluster of Excellence Ruhr Explores Solvation. "Com os procedimentos anteriores, uma miríade de partículas foi geralmente investigada ao mesmo tempo, o que significa que os efeitos dessas variações não puderam ser registrados. Ou as medições ocorreram em alto vácuo, não em condições naturais em solução aquosa. "

A equipe liderada por Kristina Tschulik desenvolveu um método que permite que partículas individuais de prata sejam investigadas em um ambiente natural. "Nosso objetivo é ser capaz de registrar a reatividade de partículas individuais, "explica o pesquisador. Isso requer uma combinação de métodos eletroquímicos e espectroscópicos. Com microscopia óptica e hiperespectral de campo escuro, , o grupo foi capaz de observar nanopartículas individuais como pixels visíveis e coloridos. Usando a mudança na cor dos pixels, ou mais precisamente suas informações espectrais, os pesquisadores puderam acompanhar o que estava acontecendo em um experimento eletroquímico em tempo real.

A degradação das partículas diminuiu

No experimento, a equipe replicou a oxidação da prata na presença de íons cloreto, que freqüentemente ocorre em sistemas ecológicos e biológicos. "Até agora, foi geralmente assumido que as partículas de prata se dissolvem na forma de íons de prata, "descreve Kristina Tschulik. No entanto, cloreto de prata pouco solúvel foi formado no experimento - mesmo se apenas alguns íons de cloreto estivessem presentes na solução.

"Isso estende a vida útil das nanopartículas a uma extensão extrema e sua quebra é retardada de uma maneira inesperadamente drástica, "resume Tschulik." Isso é igualmente importante para corpos d'água e seres vivos porque esse mecanismo pode fazer com que o metal pesado prata se acumule localmente, que pode ser tóxico para muitos organismos. "

Desenvolvimento adicional planejado

O grupo baseado em Bochum agora quer melhorar ainda mais sua tecnologia para analisar nanopartículas individuais, a fim de compreender melhor os mecanismos de envelhecimento de tais partículas. Os pesquisadores, portanto, desejam obter mais informações sobre a biocompatibilidade das partículas de prata e a vida útil e envelhecimento das nanopartículas cataliticamente ativas no futuro.