Nanopartículas de metais nobres, como ouro e prata, são bem conhecidos no campo de pesquisa de catálise e aplicações biomédicas. Por exemplo, nanopartículas de ouro e prata podem ser bons catalisadores para várias transformações químicas, tais como hidrogenação e oxidação. Eles também podem ser usados ​​para bioimagem, e como transportadores de drogas e radiossensibilizadores na terapia do câncer devido às suas propriedades ópticas e biocompatibilidade. Nanopartículas de prata têm sido amplamente pesquisadas e utilizadas em produtos comerciais por sua atividade antimicrobiana para um amplo espectro de microrganismos.

Eles têm algumas limitações, no entanto. Uma visão melhor em escala molecular de seu comportamento é difícil devido aos seus tamanhos variados na fase dispersa. Graças ao avanço da nanociência e nanotecnologia, vários novos nanomateriais foram produzidos com propriedades físico-químicas interessantes que beneficiam uma infinidade de aplicações. Isso inclui nanoclusters de metal ultrapequenos (tamanho <2 nm), que pode ser obtido com alta uniformidade de tamanho de partícula na fase dispersa, alta precisão atômica e estrutura molecular consistente. Vários nanoclusters de ouro foram produzidos, cristalizado e caracterizado. Um dos mais intensamente estudados são os nanoaglomerados de ouro protegidos com tiolato de precisão atômica. Existem vários nanoclusters de ouro que foram relatados. Entre eles, Au protegido por tiolato ₂₅ SR ₁₈ As CNs são as mais intensamente estudadas. A compreensão molecular de Au ₂₅ SR ₁₈ Os NCs foram bem estabelecidos com o uso de cristalografia de raios-X, espectroscopia de ionização por eletropulverização, análise da dinâmica molecular e da teoria do funcional da densidade.

Em geral, as propriedades físico-químicas dos nanoclusters de ouro são diferentes de suas contrapartes de nanopartículas devido ao seu tamanho ultrapequeno ( <2 nm e <150 átomos de ouro), tornando-os mais reativos, tendo uma área de superfície superior para relação de volume e maior utilização atômica. Isso significa que quanto mais átomo de ouro pode ser utilizado com eficiência. O tamanho ultrapequeno também contribui para os efeitos de confinamento quântico. Ao contrário das nanopartículas de ouro de plasmon, que têm níveis de energia contínuos ou semicontínuos, os nanoclusters de ouro têm uma estrutura eletrônica discreta distinta e propriedades semelhantes às moleculares, como fotoluminescência aprimorada, magnetismo intrínseco, quiralidade intrínseca e comportamento redox discreto. Também, as propriedades físico-químicas dos nanopartículas de ouro são mais dependentes do tamanho e do átomo do que das nanopartículas de ouro, que são de natureza coletiva. Portanto, essas propriedades podem ser ajustadas notavelmente por ligantes e engenharia de metal. Exemplos de engenharia de ligantes incluem a variação do número e da composição dos ligantes, e modificar os tipos de ligante, comprimento e grupos funcionais. A engenharia de metal pode envolver número e composição variáveis ​​do metal. Essas estratégias são úteis para a engenharia de nanoclusters de ouro protegidos por ligante.

O pesquisador do IIUM, Dr. Ricca Rahman Nasaruddin, tem trabalhado no Au ₂₅ SR ₁₈ NCs para catálise desde seu estudo de doutorado e estabeleceu uma compreensão molecular das funções dos ligantes na acessibilidade catalítica, atividade, via de reação e mecanismo de reação. Atualmente, ela e seus colegas estão trabalhando para melhorar a estabilidade dos catalisadores de nanocluster de metal, imobilizando-os em vários materiais de suporte que podem ser obtidos de resíduos agrícolas e de manufatura. Por exemplo, nanoclusters de ouro imobilizado em quitina extraída de resíduos de casca de camarão melhorou a reciclabilidade dos catalisadores de nanocluster de ouro na hidrogenação de 4-nitrofenol em solução, em comparação com nanoclusters de ouro livre, que não pode ser recuperado após a reação catalítica.

"Nanoclusters de liga de ouro-prata têm melhores atividades antimicrobianas em comparação com os nanoclusters únicos de ouro e prata, "diz o Dr. Ricca Rahman Nasaruddin.

Eles também estão trabalhando na produção de nanoclusters de liga de ouro-prata protegidos por glutationa para aplicações antimicrobianas. Esta nova liga de nanomateriais pode ser usada em várias aplicações baseadas em antimicrobianos, como curativos e desinfetantes. Além disso, os nanoclusters de liga de ouro-prata também mostram propriedades fotoluminescentes que podem ser mais estudadas para aplicações teranósticas. A equipe de pesquisa de Nasaruddin também está investigando o potencial dos nanoclusters de ouro no desenvolvimento de diagnósticos e nanocosméticos.