Exhaustiva investigación de las diferentes formas de las particularistas del oro. Nanorods, nanoshells, nanocages

1. Preciode lasnanopartículasde oro mknano
Las nanopartículasde oro son 28 vecesmáscara que lasnanopartículasde plata,pero las
diferenciassonmuyparecida,¿si compensarácosto-beneficio?
Las nanoestructuras de oro han sidoobjetode intensainvestigacióndebidoasusnovedosas
propiedadeselectrónicas,ópticas,magnéticas,térmicas,catalíticas,etc.
https://www.researchgate.net/profile/Chun-Chia_Cheng/publication/278300664/figure/fig2/AS:283900132773889@1444698474599/Figure-2-Different-
types-of-gold-nanoparticles-commonly-used-in-anticancer-diagnosis-and.png
Tipos:
- Goldnanorods – AUNRs
- Goldnanoshells
- Goldnanocages
- Branchedgoldnanostructures
- Goldnanoframes
- Au@Mbimetallicnanocrystals
- Au@semiconductorcore-shellheterostructures
Goldnanorods
Se han estudiadolosnanorodsde orodebidoa que presentanunapropiedadópticallamada
reflexióndifusaque mejoranlaspropiedadesde dispersiónyabsorciónde untejidoenimagen
óptica[a]. Está fuerte dispersiónde laluzplasmónicayla absorciónde laluz permite las
aplicacionesde detección [b].

2. El primerenfoque paralapreparaciónde AuNRsse basóenla reducciónelectroquímica[c],pero
un procesomáseficiente esusarnanoesferasde oroestabilizadas,enunasoluciónde crecimiento
con nitratode plata [d].Losnanorodsde oro (AuNRs) sonel prototipo de unananoantena,
permitiendolacapturadireccional,el enrutamientoylaconcentraciónde campos
electromagnéticosalananoescala[e].
Figura1. ImágenesTEM de AuNRsy productossecundariosdurante el crecimiento[b,e].
Goldnanoshells
Consiste enunnúcleodieléctricoyunacáscara de oro,se demostróque puedenmostrar
resonanciasde plasmóncontrolablesdel espectrovisible alasregionesinfrarrojas [f]. A travésde
la variaciónenel diámetrodel núcleode sílice ylarelaciónnúcleo/envolturade GNSsse puede
variar a deseolaadsorciónplasmónica[g].Ademásde lasnanopartículasde sílice,también se usan
otros materiales dieléctricoscomopoliestirenocarboxilado.
Se usan enterapiafototermal,bioimagen,dispersiónRamande superficie mejorada,tomografía
fotoacústica,plasmónicamejorade lafluorescencia,inmunoensayoenfase sólida,y otras
aplicacionesbiomédicas[g].
La terapiafototérmicaesun usoexperimental de laradiaciónque se propone parael tratamiento
de diversasenfermedades,incluyendocáncer.
Bioimagen:utilizaradiacionesionizantesconfinesde diagnósticomédico.

3. Figura 2. (a) Ilustración de la formación de nanoshell. (b) Imágenes TEM de nanoescala de oro
formadas en nanopartículas de sílice. (c) Analisis de absorción óptica sílice-oro [b].
Goldnanocages
Tradicionalmente,se preparanusandounmétodoque implicalareacciónde reemplazogalvánica
entre nanocubosde Agy HAuCl4.El interiorhuecoylasparedesporosasde un Aunanocage que
seabienadecuadopara ladroga encapsulaciónylaliberacióncontroladaatravésdel efecto
fototérmico.Aplicacionescomosondasparadetecciónóptica,agentesde contraste para
formaciónde imágenesfotoacústicasyportadoresparasuministrode fármacosyliberación
controlada,incluyendoel diagnósticoyel tratamientodel cáncer(calentamientofototérmico
localizado).Aplicacionesbiomédicasporque laluzpuede penetrarmásprofundamente sin
atenuaciónsignificativa[h].
Figura3. Ilustraciónde laproducciónde nanocages[b].

4. Figura4. (A,B) imágenesTEMde partículas obtenidasporgrabadode losicosaedrosPd@ Au.(C)
ImagenHAADF-STEMde un nanocage Au icosaédricoindividual condefectosgemelosbien
conservados.(D) EDXcartografía de lasdistribucioneselementalesde Pd(rojo) yAu(verde) [h].

5. Figura5. (A) Ilustraciónque muestralafragmentaciónde unnanocage Auicosaédricoenpequeñas
piezasbajoultrasonicación.(B) imágenesTEMde nanocagesAuicosaédricosdespuésdel
tratamientode ultrasonicación [h].

6. Branched gold nanostructures
Poseenaltaresonanciaelectrónicaenlaspuntasde susbordesafilados,se sintetizala
nanoestructurasde oroa partirde nanopartículas.Cada puntade estas nanopartículasesunsolo
cristal,por loque el desafíosigue siendolacomprensióndel mecanismode crecimiento
subyacente de unasemillacentral [b]. Presentaactividadeselectrocatalíticashacialaoxidaciónde
la glucosaenmediosalcalinos[i].
Figura6. Ilustraciónesquemáticadel mecanismopropuestoparalaformación de nanoestructuras
de oro ramificado [b].
Figura7. TEM, la morfologíadel orocambia a la estructuradendrítica [i].
Goldnanoframes
Son nanoestructurasconinteriores huecosyestructuraexternaespecífica(tantoenformay
composición),preparadasmediante unareacciónde sustitucióngalvánica,danlugara zonas
peculiaresde camposelectromagnéticos,debidoal acoplamientode plasmónentre suscamposde
superficie interioryexterior.Suspropiedadesfísicasyópticasparecenserunaconsecuenciade
talesdistribucionesatómicasparticulares,posiblesusosenadministraciónde fármacos,la
retenciónde drogasy laliberaciónse regulaatravésde la luzinducidaporcambiosde
temperatura.[f] Lafaltageneral de informaciónbásicasobre laspropiedadesde talesestructuras,

7. inclusolasideales,podríalimitarsuaplicabilidad,yaque pocascaracterísticas,deseablesono,
puedensercontroladasdurante el procesode formación.Se harealizadountrabajoteóricoyde
modeladorelevante [j]
Figura8. Ilustraciónde losnanoframesdeteriorándose conlatemperatura.Iniciode ladifusión
superficial hacialossitiosde altaenergíasuperficial.Evaporaciónparatemperaturasinferioresala
temperaturade fusióndel material[k]

8. Se reduce el oro enla platillade clorurode lata,y por unasoluciónacidase forma lafigura.
La síntesisactual de nanoframesde orosóloha demostradouncontrol morfológicosobre el
grosor de la paredy la longitudde lapared.Eneste caso, demostrarlacapacidadde controlarla n
Aumentarel tama~node cristalitode Auaumentala porosidad de estosnanoframes,utilizando
una plantillade semillasmediadaenfoque. A A menorporosidadgeneramásfuerte mascapacidad
de dispersiónde superficie Raman
Au@M bimetallicnanocrystals
Las nanopartículasbimetálicas(BNP) estánformadasporlacombinaciónde dosmetales
diferentes.Losmetalesconstitutivosysutamañonanométricodeterminanlaspropiedadesde las
nanopartículasbimetálicas.Estossonsintetizadosporlacombinaciónde diferentesarquitecturas
de nanopartículasmetálicas.Enrealidadnosofrecenlatendenciade optimizarlaenergíade la
banda de absorción de Plasmonde lamezclametálicaque nosofrece unaherramientapolivalente
para biosensing.Estaspropiedadespuedendiferirde lasde partículaselementalespurase
incluyenefectosópticos,electrónicos,térmicosycatalíticosdependientesdel tamaño[l].Existen
variosprocesospara lapreparaciónde nanoestructurasbimetálicascomoreducciónde citrato,
procesode poliol,electrólisisde unmetal agranel,molde de dendrímero,ablaciónconláser,
MétodoSol-gel,reducciónmediadaporsemillasenel entornoalcalino[l,m]
Las nanopartículasbimetálicasbasadasenAu/Pd han sidorecientemente preparadasymuestran
interesantespropiedadescatalíticas,electroquímicasyestructurales[n].

9. optimizar la energía de la banda de absorción de Plasmon
Figuras9. FEG-SEM del catalizadorPtAuelectrodepositadosobre nanofibrasde carbonode
plaquetas[n].

10. Figura10. Ilustraciónque muestrael desprendimientode hidrógenoinducidoporfotoen
irradiaciónde luzpornanopartículasde núcleode núcleoPt[n].
Au@semiconductorcore-shell heterostructures
La hereroestructurametal-semiconductornúcleo-cáscaratienencaracterísticasdiferentesen
comparacióncon laspropiedadesdel metalydel semiconductor.Porejemplo,el nivelde Fermi de
nanocompuestoAu@TiO2 puede serdesplazadoaunpotencial másnegativodebidoal equilibrio
de carga del nanocompuestocuandoel metal yel semiconductorestánencontacto,yel cambio
enel nivel de Fermi aparente del nanocompuestopuedesermodificadodependiendodeltamaño
de las nanopartículasAu[o].
El nivel de Fermi eslasuperficie,dondenohayelectronesque tengansuficiente energíapara
elevarse porencimade esasuerficie[sinserexitados].
Se preparanen soluciónacuosa,enel que se usaronvariosAuNPs,incluyendonanopartículasde
oro, nanorods,octaedrosyentre otras[b].
Figura11. TEM image of Au@ZnOcore-shell NPs[b]

11. Figura12. TEM imágenesde (A) AuNPs,(B) Cu2Oy (C) Au@Cu2O compuestos(D) lasimágenes
HRTEM del compuestoAu@Cu2O[o]
Figura13. (A,B) imagenTEMde lasíntesisde nanoesferasnúcleo-cáscaraAu@ZnO [o]

12. Con el finde optimizarlaestabilidadylabiocompatibilidad,se hanhechomuchosesfuerzospara
modificarlasuperficiede lasnanoestructurasde oroutilizandomoléculas orgánicas,polímeros
sintéticos,polielectrolitos,sílice,quitosano,proteínasyliposomas,mediante absorciónfísicao
uniónquímicacovalente,interacciónelectrostática[b]
Las características únicasde las nanoestructurasde orohan atraído a losinvestigadoresdebidoa
sus aplicacionespotencialesensensores,catálisis,dispositivostérmicos,fotoelectrónicosyotros
camposrelacionados.Numerosasinvestigacionesse hanrealizadoenlasíntesisde diferentes
nanoestructurasde oro,talescomoesférica,varillas,hexápodos,cubos,cintasyhuecos
nanocages.La fractura y el fracasocorrespondientede losnanocablesde oroultradelgado,son
muyfrágiles[p]
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