Or coloidal
El or coloidal és un sol o suspensió coloidal de nanopartículas d'or en un líquit, generalment aigua.[1] El coloide sol ser d'un color roig intens (per a partícules esfèriques de menys de 100 nm) o blau/violeta (per a partícules esfèriques més grans o nanobarras).[2] Pels seus propietats òptiques, electròniques i de reconeiximent molecular, les nanopartículas d'or són objecte d'una investigació substancial, en moltes aplicacions potencials o promeses en una àmplia varietat d'àrees, que inclouen microscopía electrònica,[3] nanotecnología, ciència de materials i biomedicina.[4][5][6]
Les propietats de les nanopartículas d'or coloidal i, per tant, les seues possibles aplicacions, depenen en gran mida del seu tamany i forma.[7] Per eixemple, les partícules en forma de vareta tenen picos d'absorció tant travessera com a llongitudinal, i l'anisotropía de la forma afecta la seua autoensamblaje.[8]
Història
[editar | editar còdic]
Utilisat des de l'antiguetat com a método per a teñir vidrieres, l'or coloidal es va utilisar en la Copa de Licurgo del IV, que canvia de color segons l'ubicació de la font de llum.[9][10]
Durant l'Edat Mija, l'or soluble, una solució que conté sal d'or, tenia fama de tindre propietats curativas per a diverses malalties. En 1618, Francis Anthony, filòsof i membre de la professió mèdica, va publicar un llibre cridat Panacea Aurea, sive tractatus duo de ipsius Auro Potabili[11] (en llatí: poció d'or o dos tractaments d'or potable). El llibre presenta informació sobre la formació d'or coloidal i els seus usos mèdics. Aproximadament mig sigle despuix, el botànic anglés Nicholas Culpepper va publicar el llibre en 1656, Tractat de Aurum Potabile,[12] discutint únicament els usos mèdics de l'or coloidal.
En 1676, Johann Kunckel, un químic alemà, va publicar un llibre sobre la fabricació de vidrieres. En el seu llibre Valuable Observations or Remarks About the Fixed and Vollatile Ixes-Auro and Argento Potabile, Spiritu Mundi and the Like,[13] Kunckel va assumir que el color rosa de Aurum Potabile provenia de chicotetes partícules d'or metàlic, no visibles per als ulls humans . En 1842, John Herschel va inventar un procés fotogràfic cridat crisotipo (del grec χρῡσός que significa «or») que usava or coloidal per a registrar imàgens en paper.
L'evaluació científica moderna de l'or coloidal no va començar fins a el treball de Michael Faraday en la década de 1850.[14][15] En 1856, en un laboratori del sòtol de Royal Institution, Faraday va crear accidentalment una solució de color roig rubí mentres montava trossos de pa d'or en portaobjetos de microscopi.[16] Com ya estava interessat en les propietats de la llum i la matèria, Faraday va investigar més a fondo les propietats òptiques de l'or coloidal. Va preparar la primera mostra pura d'or coloidal, al que va cridar 'or activat', en 1857. Va usar fòsfor para reduir una solució de clorur d'or. L'or coloidal que Faraday va fer fa 150 anys seguix sent ópticamente actiu. Durant molt temps, la composició de l'or «rubí» no va estar clara. Varis químics varen sospitar que era un compost d'or i estany, per la seua preparació.[17][18] Faraday va reconéixer que el color es devia en realitat al tamany en miniatura de les partícules d'or. Va observar les propietats de dispersió de la llum de les micropartículas d'or suspeses, que ara es diu efecte Faraday-Tyndall.
En 1898, Richard Adolf Zsigmondy va preparar el primer or coloidal en solució diluïda.[19] Ademés de Zsigmondy, Theodor Svedberg, qui va inventar la ultracentrifugación, i Gustav Mie, qui va proporcionar la teoria de la dispersió i absorció per partícules esfèriques, també estaven interessats en la síntesis i propietats de l'or coloidal.[8][20]
En els alvanços en diverses tecnologies analítiques en el XX, els estudis sobre nanopartículas d'or s'han accelerat. Els métodos alvançats de microscopía, com la microscopía de força atòmica i la microscopía electrònica, són els que més han contribuït a l'investigació de nanopartículas. Per la seua síntesis relativament fàcil i alta estabilitat, s'han estudiat vàries partícules d'or per als seus usos pràctics. Ya s'utilisen diferents tipos de nanopartículas d'or en moltes indústries, com l'electrònica.
Propietats físiques
[editar | editar còdic]Òptica
[editar | editar còdic]
Els artistes han utilisat or coloidal durant sigles per les interaccions de les nanopartículas en la llum visible. Les nanopartículas d'or absorbixen i dispersen la llum[21] donant com resultat colors que van des de rojos vibrants (partícules més menudes) fins a blaves i negres i finalment transparents i incoloros (partícules més grans), segons el tamany, la forma, l'índex de refracció local i l'estat d'agregació de les partícules. Estos colors ocorren per un fenomen cridat resonància de plasmón de superfície localisada (LSPR), en el que els electrons de conducció en la superfície de la nanopartícula oscilen en resonància en la llum incident.
Efecte del tamany
[editar | editar còdic]Com a regla general, la llongitut d'ona de la llum absorbida aumenta en funció de l'aument del tamany de les nanopartículas.[22] Per eixemple, nanopartículas d'or pseudoesféricas en diàmetros 30 nm tenen un pico d'absorció LSPR a 530 nm. Plantilla:Quina
Efecte de l'índex de refracció local
[editar | editar còdic]Els canvis en el color aparent d'una solució de nanopartículas d'or també poden ser causats per l'entorn en el que està suspés l'or coloidal[23][24] Les propietats òptiques de les nanopartículas d'or depenen de l'índex de refracció prop de la superfície de la nanopartícula, per lo tant, abdós molècules units directament a la superfície de la nanopartícula (és dir, ligandos de nanopartículas) i/o el dissolvent de nanopartículas, abdós poden influir en les característiques òptiques observades. A mida que aumenta l'índex de refracció prop de la superfície de l'or, el NP LSPR canviarà a llongituts d'ona més llargues. Ademés de l'entorn solvent, el pique d'extinció es pot ajustar recobrint les nanopartículas en capes no conductores com a sílice, biomoléculas o òxit d'alumini.[25]
Efecte de l'agregació
[editar | editar còdic]Quan les nanopartículas d'or s'agreguen, les propietats òptiques de la partícula canvien, perque el tamany, la forma i l'entorn dielèctric efectius de les partícules canvien.[26]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Voliani, Valerio (2020-04-20). Gold Nanoparticles: An Introduction to Synthesis, Properties and Applications, De Gruyter. doi:10.1515/9781501511455. ISBN 978-1-5015-1145-5.
- ↑ Chemical Reviews.113(3)
- 1904–2074.doi:10.1021/cr300143v.
- ↑ Applied Physics A.118
- 315–325.doi:10.1007/s00339-014-8733-4.
- ↑ Chemical Reviews.115(19)
- 10410–88.doi:10.1021/acs.chemrev.5b00193.
- ↑ Chemical Society Reviews.29(1)
- 27–35.doi:10.1039/A904518J.
- ↑ Chemical Society Reviews.41(7)
- 2740–79.doi:10.1039/c1cs15237h.
- ↑ (2011).Plasmonics.6(3)
- 491–506.doi:10.1007/s11468-011-9228-1.Consultat el 17 de juliol de 2021.
- ↑ 8,0 8,1 (2009).Material Science and Engineering Reports.65(1–3)
- 1–38.doi:10.1016/j.mser.2009.02.002.
- ↑ «The Lycurgus Cup». British Museum. Consultat el 2015-12-04.
- ↑ (2007).Gold Bulletin.40(4)
- 270–277.doi:10.1007/BF03215599.
- ↑ Antonii, Francisci (1618). Panacea aurea sive Tractatus duo de ipsius auro potabili, Ex Bibliopolio Frobeniano.
- ↑ Culpeper, Nicholas (1657). Mr. Culpepper's Treatise of aurum potabile Being a description of the three-fold world, viz. elementary celestial intellectual containing the knowledge necessary to the study of hermetick philosophy. Faithfully written by him in his life-clave, and since his death, published by his wife., London.
- ↑ Kunckel von Löwenstern, Johann (1678). Utiles observationes sive animadversiones de salibus fixis et volatilibus, auro et argento potabili (etc.), Àustria: Wilson.
- ↑ Synlett.2006(11)
- 1791–2.doi:10.1055/s-2006-944219.
- ↑ Philosophical Transactions of the Royal Society of London.147
- 145–181.doi:10.1098/rstl.1857.0011.
- ↑ «Michael Faraday's gold colloids | The Royal Institution: Science Lives Here». www.rigb.org. Consultat el 2015-12-04.
- ↑ (1832).Annalen der Physik.101(8)
- 629–630.doi:10.1002/andp.18321010809.
- ↑ (1831).Annalen der Physik.98(6)
- 306–308.doi:10.1002/andp.18310980613.
- ↑ Zsigmondy. «Properties of colloids». Nobel Foundation. Consultat el 2009-01-23.
- ↑ (2013).Sensors and Actuators B: Chemical.176
- 1128–1133.doi:10.1016/j.snb.2012.09.073.
- ↑ Langmuir.15(3)
- 674–681.doi:10.1021/la980784i.
- ↑ The Journal of Physical Chemistry B.103(21)
- 4212–4217.doi:10.1021/jp984796o.
- ↑ The Journal of Physical Chemistry B.108(37)
- 13963–13971.doi:10.1021/jp047021q.
- ↑ Langmuir.10(10)
- 3427–3430.doi:10.1021/la00022a011.
- ↑ Journal of Materials Chemistry.19(20)doi:10.1039/b900993k.
- ↑ Chemical Reviews.107(11)
- 4797–862.doi:10.1021/cr0680282.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Oro coloidal» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.