IFIR   05409
INSTITUTO DE FISICA DE ROSARIO
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
RESPUESTA ÓPTICA DE NPs DE PLATA ESTABILIZADAS POR AMINAS PARA SENSORES
Autor/es:
M. V. ROLDAN; NORA SUSANA PELLEGRI; O.DE SANCTIS
Lugar:
Rosario
Reunión:
Congreso; XI SAM/ CONAMET 2011, 18-21 Octubre 2011, Rosario; 2011
Institución organizadora:
Sociedad Argentina de Materiales
Resumen:
Las nanopartículas (NPs) de plata resultan de interés por sus particulares propiedades que dan origen a un comportamiento especial distinto al del mismo material en volumen macroscópico. Entre estas propiedades se destaca la resonancia del plasmón de superficie localizado (LSPR) que se origina de la oscilación colectiva de los electrones de conducción excitados por la radiación electromagnética incidente. Cuando la luz incide sobre NPs de Ag esféricas de unos pocos nanómetros de diámetro el campo eléctrico de la radiación incidente desplaza a los electrones de conducción de su posición de equilibrio formando un dipolo, esto a su vez induce una fuerza restauradora que resulta en un movimiento oscilatorio de los electrones a una frecuencia característica. Esta es la frecuencia de resonancia del plasmón de superficie localizado, cercana a 400 nm para NPs de plata. A su vez, la oscilación de los electrones induce una polarización en el sentido opuesto en el medio que rodea a la partícula, y esta polarización reduce la magnitud de la fuerza restauradora sobre la partícula, desplazando la LSPR según las características del entorno [1]. Así, los cambios en el índice de refracción local del entorno de las partículas pueden ser detectados a partir del desplazamiento del máximo de absorción. Esta relación entre la posición de máximo de absorción y las características del medio constituyen la base del principio de funcionamiento de sensores de índice de refracción basados en la LSPR. Por otro lado, cuando dos nanopartículas metálicas se ubican a una distancia entre sí menor al tamaño de partícula, la resonancia se desplaza al rojo debido a un acoplamiento electromagnético de campo cercano, en algunos casos, este fenómeno puede ser tan grande que puede observarse un cambio de color a simple vista. Este último caso constituye el principio de los llamados sensores de agregación [2]. En este trabajo se analiza la respuesta de la absorción del plasmón de superficie de nanopartículas de plata estabilizadas por aminas obtenidas en suspensón coloidal respecto de los cambios en las condiciones del medio. El conocimiento de esta información constituye el primer paso hacia el desarrollo de sensores químicos y/o biológicos basados en la LSPR. Se obtuvieron NPs de plata en una síntesis coloidal [3]. Se usó N-[3- (trimetoxisilil)propil]dietilentriamina (ATS) como estabilizante y AgNO3 como fuente de iones Ag. Ambos reactivos se disolvieron en etanol y se llevó a reflujo a 40 ºC. Inmediatamente se observó la aparición de un color amarillento en la solución asociado a una banda de absorción en el rango espectral UV-Visible asignable a nanopartículas de plata esféricas de pequeño radio. La intensidad de la absorción aumentó con el tiempo hasta estabilizarse luego de 4 hs de reacción aproximadamente. De imágenes TEM y AFM se comprobó la obtención de nanopartículas de 5,2 nm de diámetro medio (Figura 1). Mediante una técnica sol-gel se transfirieron las nanopartículas coloidales a distintas matrices sólidas: 80SiO2·20B2O3 (SB)[4] y PLZT [5]. Este procedimiento aporta un cambio de gran magnitud al entorno de las partículas. En las nanopartículas coloidales el medio dispersante es el etanol (n ≈ 1,36) mientras que en las matrices sólidas el medio dispersante son vidrios y cerámicos de mayor índice de refracción (nSB ≈ 1,475; nPLZT ≈ 2,5) y distintas características dieléctricas. El cambio en el entorno de la partícula se manifiesta en un corrimiento en el máximo de absorción UV-Visible hacia mayores longitudes de onda en los materiales de mayor índice de refracción (Figura 2).