ÁREA: Nanotecnologia
TÍTULO: AVALIAÇÃO DE ALGUMAS PROPRIEDADES DE NANOPARTÍCULAS DE OURO.
AUTORES: PEREIRA F. C. (UFRN
RESUMO: Os nanomateriais constituem uma nova e emergente área da química e da ciência dos materiais e apresentam uma larga possibilidade de aplicações tecnológicas, cientificas e comerciais. Este trabalho descreve os resultados obtidos de estudos sobre algumas propriedades das nanopartículas de ouro coloidal, obtidas após um processo de deposição química de ouro elementar nos nanoporos de uma membrana de policarbonato (MP) de 30 nm de diâmetro interno. Após o completo preenchimentos dos canais da MP, a mesma é dissolvida em diclorometano para a liberação das nanoestruturas. As características de superfície, ópticas, morfológicas e eletroquímicas destes elementos foram estudadas empregando técnicas de varredura eletrônica, transmissão eletrônica, espectrofotometria e voltametria.
PALAVRAS CHAVES: membrana de policarbonato, nano partículas, ouro coloidal.
INTRODUÇÃO: A compreensão dos fenômenos que ocorrem em escala nanométrica incorpora-se no campo do conhecimento da física, química, biologia moderna, medicina, eletrônica, dentre outros, constituindo um campo de fronteira interdisciplinar, denominado nanociência e nanotecnologia e tem sido explorada há algum tempo na química (GOHO-2004, WEBER-2004). Este campo compreende dimensões na ordem de 1 a 100 nm o que possibilita entender, controlar e explorar a matéria em seu momento de origem, contribuindo desta forma, para intervir no processo original e decidir em que etapa de crescimento se presta uma dada estrutura ou sistema em desenvolvimento em função de suas propriedades físicas e químicas. Explorar estas propriedades pode assegurar a criação de dispositivos a nível atômico, molecular e supramolecular, o que constitui requisito essencial para as linhas de produção de qualquer área de interesse. Portanto, a nanociência toma como ponto de partida, as propriedades atômicas e moleculares, governadas pelas leis insólitas da mecânica quântica para e, a partir destas, conceber e construir sistemas com propriedades ou desempenhos desejáveis (WU-1997).
MATERIAL E MÉTODOS: As medidas voltamétricas foram conduzidas em um potenciostato/galvanostato CH Instruments Electrochemical Analizer modelo 620A, com seu software. Os Eletrodos usados foram Ag/AgCl, uma espiral de platina e os nanoeletrodos, construídos conforme descrição abaixo além de um macroeletrodo de ouro de 4,0 mm de diâmetro, utilizado como resposta comparativa. As medidas de pH foram realizadas utilizando-se um pHmetro Metrohm 605 equipado com um eletrodo de vidro combinado, previamente calibrado. Empregou-se um espectrofotômetro Lambda 2 da Perkin Elmer, foi utilizando com cubetas de quartzo de 1,0 cm. Os estudo morfológicos das membranas douradas e dos nanoelementos foram realizados com microscópio eletrônico (MEV) JEOL JSM 5600. Para as análises de transmissão eletrônica (MET) o microscópio JEOL JEM 3010, ambos equipados com um espectroscópico de dispersão de energia (EDS). A deposição de ouro nos nanoporos das MP de 30 nm foi realizada conforme especificação: ativação das MP em solução de SnCl2, seguida de sua imersão em solução de Ag+. A membrana revertida com prata sofre ação do íon ouro com subseqüente deslocamento galvânico da prata e redução do Au+3 na superfície da membrana.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A deposição química de ouro em uma MP ocorre inicialmente, com o preenchimento dos nanoporos seguido da deposição superficial do metal. A caracterização destas estruturas foi realizada através de análise MEV e MET. O crescimento destas nanoestruturas ocorre de forma compacta e cilíndrica em toda a extensão dos canais da MP (Figura 1).
Figura 1: MEVs de uma MP dourada. (A): após extração do ouro superficial e (B): após sua dissolução.
Os resultados mostram diversos pontos destacados na imagem. Estes pontos representam o preenchimento dos nano canais da MP com ouro elementar. A Figura 1B mostra o perfil das nanoestruturas responsáveis pelo contacto e condução eletrônica na interface nanoeletrodo/solução, obtidas após dissolução da matriz hospedeira. Após a completa deposição de ouro na MP, a mesma foi dissolvida em diclorometano para liberação dos elementos. As propriedades ópticas destas suspensões mostraram uma única e bem definida banda de absorção em 532 nm. As características eletroquímicas dos nanoeletrodos foram avaliadas utilizando um derivado do ferroceno. As curvas voltamétricas são caracterizadas por um par de picos em Epa= +0,44V e Epc= +0,38V.
CONCLUSÕES: A nanotecnologia tem revolucionado conceitos na química e na física e se firmado como uma emergente área. O emprego estes dispositivos apresenta grande potencialidade e um largo espectro de utilização no campo dos bioensaios e na determinação de espécies em solução. Após esta fase inicial, onde se caminha para o domínio na construção e conhecimento do comportamento eletroquímico destes nanoeletrodos, é certo que em um futuro próximo, tenha-se acesso a aplicação destes sensores na investigação de fenômenos biológicos a nível celular sem a necessidade de processos cirúrgicos traumatizantes.
AGRADECIMENTOS:FAPESP e a CAPES
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:GOHO, A.; Science News 2004, 165, 6, 87.
WEBER, A.; Assembly 2004, 47, 2, 54.
WU, C.; Science News 1997, 151, 9, 14.