Los investigadores describen la primera síntesis de nanoplaquetas de ZnO altamente estables con un espesor atómico que para las más pequeñas corresponde a 12 capas de ZnO. Además, se revela el papel original de los ligandos de benzamidina en la estabilización de la superficie (Una superficie generalmente designa la capa superficial de un objeto. El término a…) de estos nanomateriales. El estudio en profundidad de las interacciones en las interfases orgánico-inorgánicas permite comprender mejor la interfase (Una interfase es una zona, real o virtual, que separa dos elementos. La interfase…) ligando-superficie y debería facilitar la química ( La química es una ciencia natural dividida en varias especialidades, para…) futuro de nano-objetos estables por diseño.
La investigación (Investigación científica designa en primer lugar todas las acciones emprendidas con vistas a…) sobre nanomateriales se interesa por los nanocristales semiconductores coloidales por sus propiedades optoelectrónicas que dependen fuertemente de su composición, su tamaño y su morfología. En particular, las nanoplaquetas coloidales han surgido recientemente como una nueva clase de nanomateriales de pozo cuántico, con propiedades ópticas novedosas en comparación con los puntos cuánticos. Sin embargo, la dificultad de síntesis y control estructural de estos nanocristales sigue siendo un desafío.
En colaboración con investigadores del Instituto (Un instituto es una organización permanente establecida para un fin determinado. Es…) de química física (La química física es el estudio de las bases físicas de los sistemas químicos y… .) de la Academia Polaca de Ciencias (Una academia es una asamblea de hombres de letras, académicos y/o artistas reconocidos por su…) en Varsovia, investigadores de Irig presentan un nuevo enfoque para producir nanoplaquetas de ZnO con espesor controlado (de 3,2 a 7,5 nm ) y estabilidad coloidal duradera. Estas nanoplaquetas basadas en Zn son una alternativa atractiva, sin metales pesados tóxicos, a las nanoestructuras 2D de semiconductores coloidales convencionales basadas en calcogenuro de cadmio (el cadmio es un elemento químico de símbolo Cd y número atómico 48).
Más allá de un procedimiento de síntesis original, basado en la hidrólisis controlada de complejos organometálicos por H2O, este trabajo revela el papel particular de los ligandos de benzamidina elegidos. Al usar polarización dinámica (La palabra dinámica se usa a menudo para designar o calificar lo relacionado con el movimiento. Es…) nuclear (El término energía nuclear tiene dos significados según el contexto), o DNP, en fase (La palabra fase puede tener varios significados, se usa en varios campos y…) sólido, los investigadores aumentaron la intensidad de las señales de RMN de 15N de los ligandos de superficie sin recurrir al enriquecimiento isotópico en 15N. Este enfoque les permitió demostrar que estos ligandos se encuentran tanto en las facetas polares (planos basales) como no polares (superficies laterales) de los nanocristales. Esta estabilización bimodal, donde los ligandos sintéticos se comportan tanto como ligandos de tipo X como de tipo L, permite obtener nanoplaquetas hexagonales de pequeño tamaño.
Se están realizando más estudios sobre las interacciones y la disposición de los ligandos de superficie. Esta información fundamental sobre las interfaces orgánico-inorgánicas de las nanoplaquetas de ZnO facilitará el diseño de nuevas suspensiones coloidales estables y de tamaño controlado.
Nanoplaquetas de ZnO y sus interfaces orgánico-inorgánicas.
Notas:
La optoelectrónica es el estudio de los componentes electrónicos que emiten luz (Luz es el conjunto de ondas electromagnéticas visibles al ojo…) o interactúan con ella.
Punto cuántico: nanopartícula semiconductora con propiedades ópticas y electrónicas específicas debido a su tamaño nanométrico.
Polarización nuclear dinámica o DNP: la polarización de los electrones desapareados se transfiere al núcleo para poder observar mejor los átomos (Un átomo (del griego ατομος, atomos, «que no se puede…) por RMN. La sensibilidad se mejora así para obtener información sobre la naturaleza de los enlaces en las interfaces, aquí entre las nanoplaquetas y los ligandos.
Ligando X o L: X suministra un solo electrón (El electrón es una partícula elemental de la familia de los leptones, y tiene carga…) al metal (Un metal es un elemento químico que puede perder electrones para formar…) , mientras que L trae dos.
Referencias:
Terlecki M, Badoni S, Leszczyński MK, Gierlotka S, Justyniak I, Okuno H, Wolska-Pietkiewicz M, Lee D, De Paëpe G y Lewiński J
Nanoplaquetas de ZnO con espesor controlado: visión atómica de la unión de ligandos bimodales específicos de facetas utilizando DNP NMR.
Materiales Funcionales Avanzados, 2021.
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