Nanotecnologia

Quantos átomos de ouro são necessários para fazer ouro?

Quantos átomos de ouro são necessários para fazer ouro?
O nano-ouro é radicalmente diferente do ouro macroscópico. [Imagem: The University of Jyvaskyla]

Átomos e metais

A pergunta acima pode parecer estranha: afinal, um átomo não é a menor partícula de um determinado elemento?

Talvez seja, mas o fato é que, com o advento da nanotecnologia, ficou claro que os elementos comportam-se de forma muito diferente quando suas dimensões são reduzidas a ponto de serem formados por um número "contável" de átomos.

No caso do ouro, cientistas da Universidade de Jyvaskyla, na Finlândia, viram que o comportamento do metal em quantidades atômicas é tão estranho que eles decidiram ir avaliando as propriedades do elemento adicionando átomo por átomo, até descobrir quando emergem as bem conhecidas características do ouro em escala macroscópica.

Satu Mustalahti e seus colegas demonstraram que o "padrão ouro metálico" só emerge quando são agregados pelo menos 144 átomos de ouro - em princípio, a análise do aglomerado de 144 átomos revela os mesmos comportamentos do ouro em bruto, com "zilhões" de átomos.

Para tirar a prova, a equipe comparou aglomerados com 144 átomos de ouro, com outros, com apenas 102 átomos. O experimento foi feito disparando um laser em uma solução contendo os aglomerados de ouro e medindo como a energia se dissipa de cada um deles para o solvente ao redor.

Molécula gigante

Os resultados mostraram que o aglomerado de 102 átomos não se comporta como um metal, mas como uma molécula gigante.

"As moléculas comportam-se de forma drasticamente diferente dos metais," explica o professor Mika Pettersson, orientador da equipe. "A energia adicional da luz, absorvida pelo aglomerado tipo metálico [144 átomos], transfere-se para o ambiente de forma extremamente rápida, em cerca de 1 bilionésimo de segundo, enquanto o aglomerado tipo molécula [102 átomos] é excitado para um estado mais elevado de energia e dissipa a energia para o ambiente pelo menos 100 vezes mais lentamente."

Além disso, o aglomerado menor apresenta até mesmo um estado magnético transiente, típico das moléculas, enquanto o aglomerado maior já é definitivamente um metal.

Riscos das nanopartículas

Embora os pesquisadores já soubessem que as nanopartículas têm suas próprias idiossincrasias, estes experimentos começam a mostrar fronteiras importantes para várias áreas de pesquisa.

Por exemplo, até que ponto um material considerado inerte e biocompatível em escala macroscópica pode ser considerado seguro quando pulverizado em nanopartículas?

Bibliografia:

Molecule-like Photodynamics of Au102(pMBA)44 Nanocluster
Satu Mustalahti, Pasi Myllyperkiö, Sami Malola, Tanja Lahtinen, Kirsi Salorinne, Jaakko Koivisto, Hannu Häkkinen, Mika Pettersson
ACS Nano
Vol.: 9 (3), pp 2328-2335
DOI: 10.1021/nn506711a




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