A ablação por laser pulsado em líquido (PLAL) é uma técnica confiável e versátil para produção de nanopartículas metálicas (NPs) em solução. Suas vantagens, incluindo a ausência de agentes redutores, simplicidade operacional, alta pureza sem etapas de purificação e condições ambientais de processamento, tornam-no uma escolha preferida em relação às abordagens convencionais de preparação de NP de metal, como o método de redução química.



A adoção generalizada do PLAL nos campos de investigação científica e industrial atesta a sua utilidade. No entanto, o tamanho e o custo de manutenção das fontes de laser tradicionais representam desafios significativos para os laboratórios, especialmente aqueles não especializados na ciência do laser.

Reconhecendo esses obstáculos, os professores Hidehiro Sakurai, Yumi Yakiyama e sua equipe da Universidade de Osaka voltaram sua atenção para o sistema microchip laser (MCL). Desenvolvido pelo grupo Taira no Instituto de Ciência Molecular (IMS), o MCL é um sistema de laser de pulso gigante compacto e de baixo consumo de energia, com um comprimento de cavidade curto de menos de 10 mm, tornando-o adequado para laboratórios de síntese orgânica padrão.

Apesar da vantagem de seu tamanho, a aplicabilidade das especificações do MCL - especialmente sua pequena energia de pulso - ao PLAL de um alvo Au era desconhecida. A equipe de pesquisa teve como objetivo entender como as diferenças nas especificações instrumentais contribuem para os resultados do PLAL de Au, com o objetivo de promover a síntese de bancada e a aplicação direta de NPs para fins catalíticos.

Em sua investigação publicada na revista Industrial Chemistry &Materials , a equipe utilizou MCL para PLAL de Au, concentrando-se nos efeitos da pequena energia do pulso de laser (0,5 mJ), curta duração do pulso (0,9 ns) e baixa taxa de repetição (10 Hz) na eficiência da ablação. Os resultados revelaram que o MCL exibiu uma eficiência de ablação relativamente alta, apesar de ter uma energia de pulso muito menor em comparação com os lasers convencionais de maior potência (25 mJ/pulso, duração de 12 ns, 10 Hz).

"Nosso estudo fornece novos insights sobre a preparação de NPs de Au usando o sistema MCL compacto. É importante ressaltar que ele abre caminhos para o uso direto de NPs altamente reativos preparados por MCL no desenvolvimento de novas reações catalíticas em laboratórios de química sintética padrão, "Sakurai disse .

A equipe de pesquisa inclui Barana Sandakelum Hettiarachchi, Yusuke Takaoka, Yuta Uetake, Yumi Yakiyama e Mihoko Maruyama, Yusuke Mori, Hiroshi Y. Yoshikawa e Hidehiro Sakurai da Universidade de Osaka; e Hwan Hong Lim e Takunori Taira do Instituto de Ciência Molecular.

Mais informações: Barana Sandakelum Hettiarachchi et al, Descobrindo a síntese de nanopartículas de ouro usando um sistema de microchip laser por meio de ablação a laser pulsado em solução aquosa, Industrial Chemistry &Materials (2024). DOI:10.1039/D3IM00090G
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