NeoFronteras

Imagenes TEM (microscopio de transmisión) de nanoesferas de oro a baja temperatura (izquierda) y a alta temperatura rodeadas de una capa de carbono (derecha). Foto: BNL.

Investigadores del Brookhaven National Laboratory han identificado cómo unas partículas nanométricas de metal se juntan para formar agregados y además han desarrollado un sistema para impedirlo.
Ya hay diversos procesos tecnológicos que producen materiales nanométricos. Unas veces interesa que un material esté nanoestructurado y que el conjunto forme un gran agregado de tamaño normal. Sin embargo, otras veces las propiedades electrónicas, mecánicas o químicas que deseamos obtener de estas partículas nanométricas dependen de que no formen agregados con otras o que lo hagan de una manera controlada y de un tamaño apropiado.
Un equipo del BNL ha publicado online el 27 de septiembre en NanoLetters un resultado que puede ayudar a entender cómo estas partículas se comportan en esa situación. Este equipo ha estudiado nanoesferas de oro agregadas en conchas de carbono. Nanoestructuras consistentes en metales atrapados por cubiertas de carbono prometen múltiples aplicaciones y saber como controlar el tamaño de las mismas es muy importante para las propiedades electrónicas por ejemplo.
El equipo ha estudiado como se agregan estas partículas en una amplia gama de temperaturas que van de temperaturas bajas hasta los 800 grados centígrados.
A temperatura ambiente se encontró que las partículas se agregan formando un puente entre ellas de sólo un átomo de longitud. Una vez que se forma el puente, entonces los átomos de oro pasan de un lado a otro. Este intercambio de átomos probablemente dirige la formación de agregados mayores.
A altas temperaturas el comportamiento cambia significativamente y los átomos de carbono juegan un importante papel. Los átomos de carbono situados cerca de la superficie, y que están inmóviles a baja temperatura, empiezan a juntarse formando fragmentos y capas. Cuando los investigadores aumentaron la intensidad del haz de electrones en el microscopio electrónico los átomos de carbono formaron conchas alrededor de las nanopartículas de oro.
Estas conchas de carbono evitaban que las nanoesferas de oro se agregaran incluso durante largos periodos de tiempo.
Al bajar la intensidad del haz las conchas de carbono se reorganizaron formando otras conchas mayores que englobaban a varias nanopartículas.
Sutter y sus colaboradores creen que encapsulando nanopartículas metálicas con conchas de carbono o un material afín se pueda controlar el tamaño de los agregados.