jueves, 28 de febrero de 2013

Nanoreactor de dióxido de titanio

Podemos encontrar pequeñas partículas de dióxido de titanio como elementos clave en sustancias tales como pinturas para paredes, protectores solares y pasta de dientes; actúan como reflectores de luz o abrasivos. Sin embargo, reduciendo el tamaño de la partícula y el correspondiente cambio del ratio superficie-volumen, sus propiedades cambian de manera que las nanopartículas de dióxido de titanio cristalino adquieren habilidades catalíticas: activadas por la componente UV de la luz solar, rompen toxinas o catalizan otras reacciones relevantes.

Ahora, investigadores del Helmholtz Centre Berlin han desarrollado una síntesis que produce nanopartículas a temperatura ambiente en una red de polímeros. Su análisis, llevado a cabo en BESSY II, ha revelado la estructura cristalina de las nanopartículas. Esto representa un gran avance en el uso de nanoreactores poliméricos ya que, hasta hace poco, las nanopartículas tenían que se calentadas para conseguir que cristalizaran. La última etapa de síntesis se puede evitar debido al entorno especial dentro de la red PNIPAM.

El nanoreactor polimérico consiste en un núcleo de poliestireno rodeado por una red de cadenas PNIPAM. Se ha añadido un componente de titanio a una solución etanólica de los coloides de polímero, los cuales dispararon la formación de pequeñas partículas de dióxido de titanio dentro de la red PNIPAM. El experimento de BESSY II mostró que los químicos fueron capaces de controlar la velocidad de estos procesos, afectando mientras, al mismo tiempo, a la calidad de los nanocristales que se habían formado.

Usando una novedosa combinaciòn de microscopía de rayos x y espectroscopía (NEXAFS-TXM, U41-SGM) en el BESSY II, los investigadores fueron capaces de mostrar que las nanopartículas se distribuían homogéneamente sobre los nanoreactores poliméricos. El equipo examinó las muestras en un ambiente criogénico acuoso, lo cual previene la formación de artefactos debido al secado de la muestra. El análisis mostró que las nanopartículas tienen una estructura cristalina, anatasa tetragonal, y es la clave para su rendimiento catalítico.

Via Helmholtz Centre Berlin

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