65ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 6. Química Inorgânica

Preparação de Sistemas Nanoestruturados Empregando de Nanopartículas de Ouro: Homomontagem e Heteromontagem.

ÁBNER MAGALHÃES NUNES - Instituto de Química e Biotecnologia - UFAL MONIQUE ANGELO DA SILVA - Instituto de Química e Biotecnologia - UFAL MARIO ROBERTO MENEGHETTI - Prof. Dr/ Orientador - Instituto de Química e Biotecnologia - UFAL SIMONI MARGARETI PLENTZ MENEGHETTI - Profa. Dra/ Coorientadora - Instituto de Química e Biotecnologia - UFAL

INTRODUÇÃO:

Nanopartículas de ouro na forma de bastões e esferas apresentam propriedades distintas, devido a diferenças em seus tamanhos e também na disposição dos seus átomos (morfologia). Sendo assim, cada uma apresenta uma característica intrínseca e particular. Todavia, a união de ambas as partículas resultaria em um sistema nanoestruturado altamente organizado com propriedades ainda mais inovadoras. Esse processo controlado de interação entre partículas é denominado auto-organização ou automontagem, e pode liderar uma nova gama de materiais e potenciais aplicações. Com o objetivo de promover auto-organização entre nanopartículas de ouro, sejam elas de morfologias semelhantes ou distintas, nosso grupo de pesquisa desenvolveu metodologias próprias, baseando-se na adição de conectores do grupo tióis a superfície metálica do ouro, que interajam entre si através de ligação de hidrogênio ou covalente.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Este projeto tem como objetivo principal desenvolver metodologias de preparação de materiais nanoestruturados por processos de automontagem, empregando nanopartículas principalmente de ouro, de formas e tamanhos diferentes, como blocos de construção (building blocks).

MÉTODOS:

Auto-organização por Ligação de Hidrogênio. Inicialmente 7,8 mL do coloide com bastões foram centrifugados, (13.500 rpm, 10 min) em seguida o sobrenadante foi removido e o precipitado foi redispersado em uma solução aquosa 37.5 % de acetonitrila. Em seguida foram adicionados, separadamente, diferentes volumes de soluções padronizadas 1 mM de ácido mercaptoacético e ácido mercaptoundecanóico, de maneira que a abordagem resultou em dois estudos intercalados, cada um para o conector correspondente. Auto-organização por Ligação Covalente. Amostras de esferas (10 mL) e bastões (7,8 mL) foram centrifugadas (13.500 rpm, 10 min), com posterior remoção do sobrenadante. Em seguida, foram adicionados 1 mL de uma solução de 4MTB a 10 mM no precipitado resultante dos bastões e 1 mL de 4MTA na respectiva esfera, completando ambas soluções até o volume inicial com água deionizada. As amostras repousam por 30 minutos e sofrem uma segunda centrifugação para remoção do excesso de conector. Em seguida, mistura-se as soluções.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Auto-organização por Ligação de Hidrogênio:Os espectros de UV-vis demonstraram diferentes comportamentos frente aos diferentes conectores utilizados. Para o AMA a segunda banda de absorção característica dos nanobastões de ouro se deslocou para região do infravermelho próximo, enquanto os espectros referentes ao AMU sofreram apenas o efeito da diluição do sistema, com a diminuição de sua absorção. Isso se deve devido ao comprimento da cadeia carbônica do AMA que é menor, provocando, assim, a junção dos plásmon de superfície de bastões adjacentes. As imagens de MET sugerem a auto-organização do sistema, pois os AuNRs se encontraram próximos um dos outros. Todavia, as imagens de MET do ácido mercaptoundecanóico ainda estão em andamento. Auto-organização por Ligação Covalente: Foi possível observar que o espectro relacionado a mistura das nanopartículas de ouro resultou em uma diminuição da relação da primeira banda em ~550 comparada a segunda em ~750. Isso ocorre graças ao somatório da absorbância do espectro referente a esfera com os dos bastões, uma vez que ambos possuem absorbância na faixa de ~550. Todavia o fato intrínseco a interação não é a primeira banda em si, mas a segunda banda do espectro. Pode-se observar o alargamento desta banda no sentido de comprimentos maiores, que indica um aumento da taxa de proporção (comprimento/largura). Esse ocorrido sugere que bastões e esferas estejam em uma estrutura auto-organizada responsável pelo somatório da absorção.

CONCLUSÕES:

Através desse estudo conseguimos compreender ainda mais a respeito dos nanomateriais de ouro, assim como da sua interação com o meio. Nesse estudo, foi comprovada a estabilidade de nanobastões de ouro frente a acetonitrila (37,5% v/v), o que possibilitou a utilização de conectores, normalmente não solúveis no meio natural de sintese de nanoparticulas de ouro. Diversos avanços também foram proporcionados pelo estudo de auto-montagem, tal como um entendimento maior a respeito da superfície metálica dessas partículas e as possíveis interações entre elas. A variável tempo foi estudada para se encontrar o momento ideal para adição dos conectores, de maneira que não haja interferência na morfologia do material, esse tempo ideal foi encontrado em 4 horas pós preparo para os bastões. O estudo de auto-organização utilizando conectores carboxílicos, para interação via ligação de hidrogênio, demonstrou resultado significativo, referente ao comprimento do conector, que pode influenciar no plásmon de superfície, ao passo que o AMA obteve esse efeito mais intensificado. Quanto ao estudo com conectores diferentes obtivemos resultado satisfatório de UV-vis, sugerindo um certo grau de organização, todavia as imagens de MET serão necessárias para comprovação do estudo.

Palavras-chave: Nanopartículas, Ouro, Automontagem.