Produzindo nanopartículas de ouro (e hidrogênio) em água sem a necessidade de produtos químicos tóxicos

a) Fotografia de um tubo de quartzo com diâmetro externo de 20 mm ajustado com uma torneira de Young. b) Aparelho da linha Schlenk para preparação de atmosfera de nitrogênio em tubo selado. c) Imagens SEM de nanofolhas de ouro formadas após 60 min de processamento VFD com ω = 5 k rpm, θ. Crédito:Small Science (2024). DOI:10.1002/smsc.202300312

Numa descoberta surpreendente, os investigadores de nanotecnologia da Universidade Flinders produziram uma gama de diferentes tipos de nanopartículas de ouro ajustando o fluxo de água no novo dispositivo fluídico de vórtice – sem a necessidade de produtos químicos tóxicos. O artigo, "Fundição Nanogold envolvendo eletrificação de fotocontato mediada por alto cisalhamento na água", foi publicado na Small Science .

O trabalho do laboratório de química verde na formação de nanoouro também levou à descoberta de uma reação de eletrificação de contato na água no dispositivo – que resultou na geração de hidrogênio e peróxido de hidrogênio.

Em seu estudo, cientistas australianos e estrangeiros colaboraram no desenvolvimento do tamanho e da forma de nanopartículas de ouro a partir de vários parâmetros de processamento de VFD e concentrações de solução de cloreto de ouro.

"Através desta pesquisa, descobrimos um novo fenômeno no dispositivo fluídico de vórtice. O processo de eletrificação por fotocontato na interface sólido-líquido que poderia ser usado em outras reações químicas e biológicas", diz Flinders Ph.D. Badriah Mazen Alotaibi, que liderou o estudo.

“Também conseguimos a síntese de nanopartículas de ouro puro e puro em água no VFD, sem o uso de produtos químicos comumente usados – e assim minimizando o desperdício”, diz o Sr. Alotaibi.

“Este método é significativo para a formação de nanomateriais em geral porque é um processo verde, rápido, escalável e produz nanopartículas com novas propriedades.”

O tamanho e a forma das nanopartículas de ouro são essenciais para uma série de aplicações – desde a distribuição de medicamentos até a catálise, detecção e eletrônica – devido às suas propriedades físicas, químicas e ópticas.

O dispositivo fluídico de vórtice, desenvolvido há uma década pelo autor sênior, Professor Colin Raston, da Flinders University, é um tubo de rotação rápida aberto em uma extremidade com líquidos entregues por meio de jatos. Diferentes velocidades de rotação e aplicação externa de luz no dispositivo podem ser usadas para sintetizar partículas conforme especificação.

"Pesquisadores de todo o mundo estão agora descobrindo que o dispositivo fluídico de filme fino de fluxo contínuo é útil na exploração e otimização de técnicas de processamento em nanoescala mais sustentáveis", diz o professor Raston.

"Neste último experimento, levantamos a hipótese de que os regimes de alto cisalhamento do VFD levaram ao efeito da mecânica quântica conhecido como eletrificação de contato, que é outro desenvolvimento interessante."

O professor Raston diz que esta descoberta “é uma mudança de paradigma na forma de fabricar materiais de forma controlada usando água, sem a necessidade de outros produtos químicos, o que contribui para um futuro mais sustentável”.

Mais informações: Badriah M. Alotaibi et al, Nanogold Foundry Envolvendo Eletrificação de Fotocontato Mediada por Alto Cisalhamento em Água, Small Science (2024). DOI:10.1002/smsc.202300312
Fornecido pela Universidade Flinders

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