Técnica de Crecimiento Mediado por Semilla de Nanopartículas de Au: Efecto del Surfactante, tamaño de las Semillas y de su Concentración para Sintonizar propiedades Ópticas y morfológicas

J. C. FRAIRE; L. A. PÉREZ; E. A. CORONADO

Córdoba

Congreso; XVII congreso argentino de fisicoquímica y química inorgánica; 2011

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Las propiedades ópticas de nanopartículas (NPs) de metales nobles, es objeto de numerosas investigaciones debido a sus aplicaciones en diversas áreas como espectroscopías incrementadas o en sensores bio(químicos). Los avances recientes permiten la síntesis de NPs de diversas formas y tamaños que aunque exhiben respuestas ópticas que difieren considerablemente desde el punto de vista espectroscópico son debidas al mismo fenómeno: la resonancia de plasmón superficial localizado, que resulta de la excitación colectiva de los electrones de la banda de conducción de la NP. El crecimiento de NPs mediado por semillas (NPs pequeñas colocadas en un baño de crecimiento) constituye una herramienta poderosa para variar sus formas, tamaños y en consecuencia sus propiedades ópticas. En este trabajo se demuestra que variando algunos simples parámetros en la síntesis como el tamaño y concentración de semillas, y el estabilizante utilizado, se condiciona la forma y el tamaño de las NPs finales, permitiendo obtener distintas respuestas ópticas. Así semillas de 2-3 nm conducen a la formación mayoritaria de nanovarillas, semillas de 6-9 nm producen "nanohuesos", nanocubos y nanoesferas, mientras que semillas de 12 nm crecen para formar esferas y nanopods. Se evidencia la fuerte dependencia que existe entre la concentración de semillas utilizadas en la síntesis y la forma de las NPs obtenidas, ya que como se observa en la figura la banda del plasmón longitudinal presenta un corrimiento hipsocrómico a medida de que se utiliza menor concentración de semillas. Estudios efectuados con dos estabilizantes (CTAB y BDAC), sugieren que este ultimo presenta un comportamiento diferente, ya que los espectros de extinción revelan la ausencia de la banda asociada al plasmón longitudinal, a diferencia de lo observado en el caso de la utilización de CTAB como estabilizante. En particular se ha estudiado la influencia del ion bromuro (presente en soluciones de CTAB) en la generación de las diferentes morfologías al adicionarlo a soluciones de crecimiento con BDAC como estabilizante. En estos casos se observó la aparición de una banda adicional, que puede ser adjudicada a un cambio morfológico. El comportamiento óptico de las Nps sintetizadas es consistente con los cálculos de modelado utilizando la aproximación de Dipolos Discretos (DDA) considerando la información morfológica obtenida mediante el análisis de las imágenes TEM y los espectros UV-visible. En este trabajo se demuestra que variando algunos simples parámetros en la síntesis como el tamaño y concentración de semillas, y el estabilizante utilizado, se condiciona la forma y el tamaño de las NPs finales, permitiendo obtener distintas respuestas ópticas. Así semillas de 2-3 nm conducen a la formación mayoritaria de nanovarillas, semillas de 6-9 nm producen "nanohuesos", nanocubos y nanoesferas, mientras que semillas de 12 nm crecen para formar esferas y nanopods. Se evidencia la fuerte dependencia que existe entre la concentración de semillas utilizadas en la síntesis y la forma de las NPs obtenidas, ya que como se observa en la figura la banda del plasmón longitudinal presenta un corrimiento hipsocrómico a medida de que se utiliza menor concentración de semillas. Estudios efectuados con dos estabilizantes (CTAB y BDAC), sugieren que este ultimo presenta un comportamiento diferente, ya que los espectros de extinción revelan la ausencia de la banda asociada al plasmón longitudinal, a diferencia de lo observado en el caso de la utilización de CTAB como estabilizante. En particular se ha estudiado la influencia del ion bromuro (presente en soluciones de CTAB) en la generación de las diferentes morfologías al adicionarlo a soluciones de crecimiento con BDAC como estabilizante. En estos casos se observó la aparición de una banda adicional, que puede ser adjudicada a un cambio morfológico. El comportamiento óptico de las Nps sintetizadas es consistente con los cálculos de modelado utilizando la aproximación de Dipolos Discretos (DDA) considerando la información morfológica obtenida mediante el análisis de las imágenes TEM y los espectros UV-visible. En este trabajo se demuestra que variando algunos simples parámetros en la síntesis como el tamaño y concentración de semillas, y el estabilizante utilizado, se condiciona la forma y el tamaño de las NPs finales, permitiendo obtener distintas respuestas ópticas. Así semillas de 2-3 nm conducen a la formación mayoritaria de nanovarillas, semillas de 6-9 nm producen "nanohuesos", nanocubos y nanoesferas, mientras que semillas de 12 nm crecen para formar esferas y nanopods. Se evidencia la fuerte dependencia que existe entre la concentración de semillas utilizadas en la síntesis y la forma de las NPs obtenidas, ya que como se observa en la figura la banda del plasmón longitudinal presenta un corrimiento hipsocrómico a medida de que se utiliza menor concentración de semillas. Estudios efectuados con dos estabilizantes (CTAB y BDAC), sugieren que este ultimo presenta un comportamiento diferente, ya que los espectros de extinción revelan la ausencia de la banda asociada al plasmón longitudinal, a diferencia de lo observado en el caso de la utilización de CTAB como estabilizante. En particular se ha estudiado la influencia del ion bromuro (presente en soluciones de CTAB) en la generación de las diferentes morfologías al adicionarlo a soluciones de crecimiento con BDAC como estabilizante. En estos casos se observó la aparición de una banda adicional, que puede ser adjudicada a un cambio morfológico. El comportamiento óptico de las Nps sintetizadas es consistente con los cálculos de modelado utilizando la aproximación de Dipolos Discretos (DDA) considerando la información morfológica obtenida mediante el análisis de las imágenes TEM y los espectros UV-visible.