Eindelijk lukt het om op grote schaal nanozilverdeeltjes te synthetiseren die stabiel zijn én allemaal precies even groot. Dat maakt ze bruikbaar voor biomedische toepassingen waar nu nog veel duurdere nanogouddeeltjes voor worden gebruikt, meldt Nature.

Het recept is ontwikkeld door chemicus Terry Bigioni, van de University of Toledo in de Amerikaanse staat Ohio. Onafhankelijk daarvan blijken Nanfeng Zheng en collega’s van Xiamen University in China op vrijwel precies hetzelfde idee te zijn gekomen; hun recept is gelijktijdig door Nature Communications online gezet.

Beide publicaties gaan over nanodeeltjes met precies 44 zilveratomen. De kern is een holle ikosaëder (twintigvlak) met 12 zilveratomen op de hoekpunten. Daar omheen zit een doceaëder (twaalfvlak) dat nog eens 20 zilveratomen bevat. De laatste 12 zitten in paren buitenop, waarbij elk paar wordt omringd door 5 zwavelhoudende organische moleculen. Bigioni gebruikt daarvoor p-mercaptobenzoëzuur, Zheng een gefluoreerd arylthiol.

Dat dergelijke deeltjes zo stabiel zijn, komt doordat de elektronen er niet uit kunnen. Normaal gesproken heeft een zilveratoom een ‘los’ elektron buitenop zitten, met als gevolg dat ‘kale’ nanozilverdeeltjes zo gevoelig zijn voor oxidatie dat ze voor veel toepassingen onbruikbaar zijn. In dit geval zitten de elektronen van de buitenste 12 zilveratomen echter verwikkeld in bindingen met zwavel. Die van de binnenste 32 doen ook niets: die hele kern doet in veel opzichten denken aan een uitvergrote versie van een edelgas-atoom, inclusief het bijbehorende gebrek aan reactiviteit..

Het mooiste is dat de nanodeeltjes helemaal vanzelf ontstaan als je enkele relatief goedkope ingrediënten in de juiste volgorde bij elkaar voegt. En als ze eenmaal zijn gevormd, zijn ze zo stabiel en inert dat ze geen invloed hebben op wat er om ze heen gebeurt: ze dienen niet als kiem voor de vorming van grotere kristallen of zoiets. Het is Bigioni al gelukt om in één keer 140 gram van die nanodeeltjes te maken, terwijl je bij dit soort experimenten meestal al blij bent met 140 milligram.

De Chinezen voegen er nog aan toe dat je een nóg stabieler cluster krijgt als je de binnenste 12 zilveratomen door goud vervangt, maar voor de meeste toepassingen lijkt dat niet te hoeven.

bron: Nature