Synthèse de nanoparticules d'or de différentes tailles par méthode de réduction chimique avec différentes polarités de solvant

Introduction

Les nanoparticules d'or (PNB) sont reconnues comme un candidat potentiel dans de nombreux domaines d'applications scientifiques et techniques, notamment la thérapie médicale [1], l'administration de médicaments [2], la détection chimique [3, 4], la catalyse [5] et l'électronique [6] applications en raison de la taille et de la forme de la résonance plasmonique de surface (SPR) [7], de l'affinité avec les espèces organiques et des propriétés de conductivité électrique élevée [8] des PNB. Compte tenu de la demande croissante de PNB, une attention bien plus grande est accordée à la synthèse de nanoparticules monodisperses avec une taille et une morphologie contrôlables. Un certain nombre de principes de conception ont été proposés pour contrôler les propriétés des PNB en incorporant différents réactifs, agents stabilisants ou ligands [9], des conditions de réaction comprenant la température, le pH et la concentration [4], et un milieu dispersé (tel que différents types de solvant) [10].

Dans la synthèse chimique des PNB, la méthode Turkevich est une méthode prometteuse par rapport aux autres. Dans la méthode Turkevich, Au ³⁺ les ions sont réduits par un agent réducteur doux tel que le citrate [11], l'acide ascorbique [12] et l'acide tannique [13] dans un milieu aqueux. Dans ce processus, des PNB de taille relativement petite et biocompatibles sont produits. Cependant, le principal inconvénient de cette méthode est un protocole de processus hautement contrôlable (température, concentration et pH) qui doit être strictement suivi pour produire des particules monodispersées avec des tailles souhaitables. De plus, dans un milieu aqueux pur, le marquage des PNB par des molécules médicamenteuses organiques et la modification de surface avec différents ligands sont difficiles en raison de la moindre solubilité et hydrophobie du composant organique dans l'eau [14]. Ainsi, une attention est portée à surmonter ces limitations de la méthode Turkevich en optimisant le milieu réactionnel qui contrôle de manière significative les propriétés du solvant.

Le solvant joue un rôle important dans la croissance et l'assemblage des nanoparticules dans le processus de synthèse colloïdale. L'interaction entre la surface des nanoparticules et les molécules de solvant ou l'interaction entre les molécules de solvant et les molécules de ligand influence considérablement la taille et la morphologie finales des particules [15, 16]. Généralement, en l'absence des ligands passifs ou de l'agent de coiffage, la résistance de la double couche électrique qui contrôle la croissance des particules est principalement régie par la nature des molécules de solvant. Dans un indice de polarité élevé du milieu dispersé, une grande quantité d'ions chargés est adsorbée par la surface des nanoparticules, moyennant quoi une forte double couche électrique se forme autour des particules colloïdales [17]. En conséquence, le potentiel zêta des particules augmente et les particules sont empêchées de s'agréger en se repoussant. Cependant, la charge de surface autour des nanoparticules peut être manipulée par la polarité du solvant, et l'interaction entre les particules est contrôlée avant d'optimiser la taille et la forme [18]. Par exemple, Song et al. produit une plage de 1 à 6  nm de PNB coiffés par un thiol dans différentes polarités de solvant organique [19]. Bien que peu de travaux aient été proposés pour optimiser la taille des PNB dans différentes polarités de solvant, la taille des particules finales se situe entre une petite plage (inférieure à 20 nm) qui ne peut pas complètement satisfaire les applications majeures des PNB telles que l'administration thérapeutique et médicamenteuse. .

D'autre part, en présence de ligands dans le milieu réactionnel, les interactions entre molécules de solvant et ligands affectent considérablement la croissance et l'assemblage des nanoparticules. Des études similaires montrent que les molécules de ligand organique de solvat non aqueux dans la solution colloïdale protègent dans une large mesure les nanoparticules d'une croissance et d'une agrégation supplémentaires [20, 21]. Cependant, dans certaines circonstances, comme à une concentration plus élevée, un poids moléculaire plus élevé et une longueur élevée de ligands peuvent provoquer une agrégation ou une croissance élevée des nanoparticules colloïdales. Notamment, différents taux de gonflement et d'allongement des molécules de ligand dans différentes polarités des solvants déclenchent facilement la croissance et l'assemblage de nanoparticules dans la synthèse colloïdale [22]. Cependant, cet effet négatif peut être transformé en un outil pour faire croître des nanoparticules de taille contrôlable. Plus que l'implication directe du solvant dans la croissance des nanoparticules, le concept de gouvernance des propriétés des ligands à l'aide d'un solvant peut permettre de synthétiser des PNB avec une large gamme d'échelles de taille.

Compte tenu de la proposition susmentionnée, cette étude propose une méthode pour optimiser la taille et la morphologie des PNB en contrôlant le ligand ou le stabilisateur et les charges de surface en utilisant l'indice de polarité du milieu réactionnel comme outil. Dans cette étude, les PNB ont été synthétisés via une méthode de réduction chimique en utilisant l'acide L-ascorbique comme agent réducteur et le PVP comme agent stabilisant. Par rapport aux molécules d'eau, l'indice de polarité de l'éthanol (solvant organique polaire sélectionné dans cette étude) est inférieur. Par conséquent, l'indice de polarité du milieu réactionnel a été manipulé en ajoutant de l'éthanol à l'eau dans divers rapports en volume. Contrairement à la méthode classique de Turkevich, il est prévu de synthétiser des PNB avec une large gamme de PNB de taille préférable en utilisant cette technique proposée en une seule étape avec le protocole minimum.

Méthodes

Matériel

HAuCl₄ ∙3H₂ Des pastilles d'O (≥ 99% sur la base de métaux traces), d'acide L-ascorbique cristallin, de polyvinylpyrrolidone (PVP) K60 et d'hydroxyde de sodium (NaOH) ont été achetées auprès de Sigma-Aldrich (Missouri, États-Unis). L'éthanol (test à 99,90 %) a été obtenu auprès de J-Kollin Chemicals (Royaume-Uni) et de l'eau bidistillée (ddH₂ O) a été obtenu du laboratoire (Faculté de génie chimique, UiTM, Malaisie).

Préparation de nanoparticules d'or (PNB)

Les PNB colloïdaux ont été préparés en utilisant une approche de Turkevich modifiée incorporée à l'acide ascorbique [23]. Dans cette méthode, l'acide L-ascorbique a été utilisé comme agent réducteur tandis que la polyvinylpyrrolidine (PVP) a été utilisée comme stabilisant. La solution d'agent réducteur a été préparée en dissolvant de l'acide L-ascorbique dans de l'éthanol absolu ou des rapports en volume de 20 %, 50 % et 80 % d'un mélange de solvant binaire éthanol/eau. Le volume total d'eau qui a été ajouté au mélange de solvants binaires éthanol/eau a été déterminé selon l'Eq. (1). De plus, la PVP a été directement dissoute dans le mélange de solvants acide L-ascorbique/éthanol à eau à la concentration finale de 1 % (p/v) sous sonication à faible décibel. Enfin, le pH de la solution d'agent réducteur a été ajusté à 10,5 par rapport à sa valeur initiale en ajoutant 2 M de NaOH goutte à goutte.

où le volume d'eau est V _W , le volume de chlorure d'or est V _GC , et le volume total du mélange réactionnel est V _R .

Le mélange réactionnel formant le PNB a été préparé en injectant rapidement 5  mM de HAuCl₄ solution aqueuse à la solution d'agent réducteur. Le volume total du mélange réactionnel a été maintenu à 20 ml de HAuCl₄ et des solutions d'acide L-ascorbique. La concentration initiale du HAuCl₄ et l'acide L-ascorbique dans le mélange réactionnel final a été fixé à 0,15  mM et 1,5  mM respectivement avec un rapport molaire de HAuCl₄ à l'acide L-ascorbique de 1:10. Le mélange réactionnel a été vigoureusement agité à 800 rpm pendant 30 min à température ambiante, et le colloïde PNB résultant a été filtré en utilisant du papier filtre de laboratoire Whatman avant stockage à 4 °C pour éviter une réaction continue.

Caractérisation et instrumentation

Caractérisation UV-vis

Les spectres d'extinction UV visibles de chaque échantillon de PNB ont été mesurés à température ambiante (25 °C) à l'aide d'un spectrophotomètre Agilent Cary 60 UV-Vis. La longueur d'onde maximale de résonance plasmonique de surface (SPR) des PNB résultants a été déterminée à partir des données UV-Vis obtenues pour comparer la taille des particules.

Distribution granulométrique et potentiel zêta

La taille moyenne des particules, la distribution de la taille, l'indice de polydispersité (PDI) et le potentiel zêta des PNB ont été mesurés à l'aide d'un instrument Malvern Zetasizer nanoZS. La valeur PDI a été calculée à partir des graphiques de distribution de la taille des particules d'intensité (PSD) des mesures de diffusion dynamique de la lumière (DLS) à l'aide de l'Eq. (2) [24] :

Analyse de l'indice de polarité du solvant mélangé

La polarité du milieu réactionnel a été optimisée en mélangeant différents rapports volumétriques d'eau et de solvant organique. En outre, l'indice de polarité net du mélange résultant solvant organique-eau, P , peut être donné par l'équation. (3) [25].

où \( {p}_i^{\prime } \)est l'indice de polarité du solvant i , et _i est la fraction volumique du solvant i dans le mélange. L'indice de polarité de l'eau distillée et de l'éthanol absolu était respectivement de 9,0 et 5,2.

Microscopie électronique à transmission (MET) et distribution granulométrique

Les échantillons de PNB ont été soniqués avant la mesure MET. Des gouttelettes des suspensions/colloïdes soniqués ont ensuite été déposées sur une grille de cuivre Formvar de 200 mesh. La grille a été placée dans un porte-échantillon à « simple inclinaison », puis insérée dans un microscope électronique à transmission double Tecnai G2 20 FEI à 200 kV pour l'imagerie. En outre, l'analyse quantitative de la taille des particules et de la distribution des tailles à partir d'images MET a été analysée à l'aide du logiciel de traitement d'images ImageJ.

Résultats et discussion

La figure 1 représente les spectres UV-Vis des PNB colloïdaux synthétisés dans différents rapports volumétriques du mélange solvant éthanol/eau. En règle générale, la longueur d'onde d'absorption SPR maximale (λ_m ) des PNB dépend de la taille et de la forme [26, 27]. Comme le montre la Fig. 1, maximum λ_m du déplacement du PNB colloïdal synthétisé vers la droite, ce qui implique que la taille des PNB synthétisés augmente avec un rapport volumétrique croissant d'éthanol dans l'eau. Le maximum λ_m des PNB colloïdaux synthétisés dans des mélanges réactionnels contenant de l'éthanol avec un pourcentage volumétrique de 20 % et 50 % apparaît dans la région la plus courte des longueurs d'onde d'absorption (514 nm et 520 nm), ce qui implique que de petites tailles de PNB ont été produites dans un faible pourcentage volumique d'éthanol. De plus, le maximum λ_m des PNB synthétisés dans l'éthanol à l'eau avec un pourcentage volumétrique de 80% ou de l'éthanol absolu déplacé vers les régions de longueur d'onde supérieure à 575 nm et 561 nm respectivement. Ces changements indiquent la formation d'une plus grande taille et d'une tendance générale des graphiques qui impliquent les formes inégales des PNB.

Spectres UV-Vis des PNB dans 20 %, 50 %, 80 % et 100 % de pourcentage en volume de mélange de solvants binaires éthanol/eau

Les PNB synthétisés dans différents pourcentages volumétriques de mélanges d'éthanol et d'eau avec différents indices de polarité ont été quantifiés à l'aide de DLS, et la distribution granulométrique obtenue des PNB est illustrée à la Fig. 2. En outre, la taille moyenne des particules, les valeurs PDI des PNB et la polarité les indices des mélanges éthanol-eau des PNB produits sont résumés dans le tableau 1. La figure 2 montre que la distribution granulométrique du DLS augmente avec l'augmentation du pourcentage volumétrique d'éthanol. Les diamètres hydrodynamiques moyens des PNB dans les mélanges de solvants contenant de l'éthanol absolu, 80 %, 50 % et 20 % d'éthanol par rapport à l'eau en pourcentage volumétrique étaient respectivement de 154 ± 56,7, 219 ± 84,9, 28 ± 10,5 et 22 ± 4,6 nm (cf. 1). Ces résultats DLS sont similaires aux résultats UV-Vis de cette étude selon lesquels de petites particules ont été produites dans un indice de polarité élevé du mélange éthanol-eau et vice versa.

Tendances de la distribution de la taille DLS des particules de PNB dans un pourcentage en volume de 20 %, 50 %, 80 % et 100 % du mélange binaire de solvants éthanol/eau

Les valeurs d'indice de polarité calculées de différents pourcentages en volume de mélanges de solvants éthanol/eau sont indiquées dans le tableau 1. L'indice de polarité du mélange de solvants binaire diminue avec un pourcentage volumétrique croissant d'éthanol (solvant organique) dans le mélange de solvants. Ici, les résultats UV-Vis et DLS de cette étude révèlent que la plus petite taille des PNB a été produite dans un indice de polarité élevé du milieu réactionnel, tandis que la plus grande taille des PNB a été produite dans un indice de polarité faible du milieu de réaction. Il a été bien étudié que le solvant et les ligands jouent un rôle important dans le contrôle de la croissance et de l'assemblage des nanoparticules dans le processus de synthèse des nanoparticules colloïdales. Au cours de la formation des nanoparticules, les molécules de solvant et les molécules de ligand contrôlent et ralentissent la croissance des particules en bloquant les sites de liaison de surface. Cependant, dans certaines conditions telles que la polarité différente du mélange de solvants, les molécules de solvant et les molécules de ligand peuvent également déclencher la croissance et l'assemblage de nanoparticules dans des solutions colloïdales. En accord avec cette affirmation, les résultats UV-Vis et DLS montrent que la croissance et l'assemblage des PNB coiffés par PVP augmentaient avec l'augmentation du pourcentage en volume d'éthanol dans le mélange binaire de solvants. Pour valider ces résultats, le mécanisme correspondant pour la croissance des PVP coiffés par PVP dans un mélange de solvants binaire éthanol-eau peut être interprété en deux étapes (comme le montre la figure 3) qui sont la croissance causée par le solvant et la croissance induite par le ligand.

Stades de croissance des PNB en solution colloïdale en présence de molécules de ligand à longue chaîne polymère où la croissance des PNB est régie par (a ) molécules de solvant et (b ) molécules de ligand

Dans la première étape, après la nucléation des monomères, la croissance des PNB était régie par les molécules de solvant. Dans une solution colloïdale, les molécules de solvant hautement polaires distribuent une charge de surface élevée sur la surface des nanoparticules et ont construit une double couche électrique forte qui empêche les particules de poursuivre leur croissance, tandis que les molécules de solvant à faible indice de polarité ont formé une double couche électrique faible autour des particules, entraînant une croissance plus élevée ou agrégation [28]. La corrélation entre la charge de surface et l'indice de polarité de la réaction peut être expliquée en utilisant l'équation de Poisson donnée dans l'équation. (4) [29].

où ρ est la densité de charge, ψ est le potentiel électrique, ε est la permittivité du vide, ε _o est la constante diélectrique, et x est la distance entre la surface des particules.

Selon l'éq. (4), densité de charge à la surface des nanoparticules (ρ ) est proportionnel à la constante diélectrique (ε _o ) de l'environnement qui est régi par l'indice de polarité du milieu. Dans cette étude, la valeur de l'indice de polarité des solvants correspondants peut être ordonnée comme eau> éthanol. Par conséquent, un milieu dispersé qui a un pourcentage volumétrique d'eau plus élevé peut offrir une charge de surface plus élevée à la surface du PNB en raison de la polarité élevée. En outre, l'acide ascorbique agit comme un agent réducteur pour donner l'électron au sel métallique pour former une nanoparticule d'or. L'acide ascorbique a une solubilité plus élevée dans l'eau pure que l'éthanol absolu, ce qui permet d'établir davantage de liaisons hydrogène avec les molécules d'eau. En outre, la solubilité plus élevée pourrait favoriser un plus grand transfert d'électrons libres pour une nucléation rapide de Au ⁰ monomères qui conduisent à une croissance lente des PNB [30]. En raison de ces faits, le taux de croissance des PNB a été inversé par rapport à la valeur de l'indice de polarité du mélange de solvants éthanol-eau.

Dans la deuxième étape, il a été émis l'hypothèse que la croissance et l'assemblage des GNP étaient principalement gouvernés par des molécules de ligand (PVP) (cf. Fig. 3(b)). En présence de molécules de ligand dans la solution colloïdale, les ligands sont adsorbés ou attachés de manière covalente à la surface des nanoparticules et empêchent les nanoparticules de poursuivre leur croissance et leur assemblage en contrôlant l'énergie interfaciale entre la surface des particules et le solvant ou en créant des forces de répulsion entre des ligands similaires revêtus particules [28]. Cependant, si les molécules de ligand adsorbées ont une concentration élevée, une longue chaîne polymère ou un poids moléculaire élevé, elles forment une queue, un train et une boucle dans la solution colloïdale. Comme le montre la figure 3 (b), ces queues, trains et boucles saillants des chaînes de ligands relient les nanoparticules et induisent la floculation dans les colloïdes [31]. Cette floculation pontante dans les nanoparticules peut favoriser la croissance secondaire induite par les semences dans les nanoparticules, grâce à quoi les particules peuvent être facilement cultivées. Dans cette étude, 1% (w/v) de PVP a été utilisé pour stabiliser les PNB en solution colloïdale. La PVP est une molécule amphiphile qui a une tête hydrophile (qui se compose d'espèces C =O et N) et une chaîne arrière hydrocarbonée hautement hydrophobe. Dans un solvant organique polaire, les molécules organiques ont une grande affinité avec à la fois le groupe carboxylique et la queue hydrocarbonée du squelette de la PVP, comme illustré sur la figure 4 (a). Cependant, simplement dans un milieu aqueux, les molécules d'eau ne peuvent se lier qu'à la tête carboxylique de PVP via une liaison hydrogène, et les queues hydrophobes restent dans la suspension indépendamment, comme le montre la figure 4 (b). Ainsi, les molécules de PVP sont solvatées et gonflées dans un solvant organique dans une plus grande mesure que le milieu aqueux pur [21]. À titre de preuve, Guettari et al. ont étudié le comportement du polymère PVP dans différents pourcentages volumétriques de mélange de solvants éthanol/eau. Les résultats expérimentaux avec la modélisation de l'interaction efficace du solvant avec le polymère (ESIP) de ce travail confirment que le rayon hydrodynamique et l'interaction polymère-polymère des molécules de PVP augmentent avec l'augmentation de la fraction molaire d'éthanol [32]. Cette taille globulaire croissante des molécules de PVP dans un pourcentage en volume plus élevé d'éthanol améliore le pontage des PNB, ce qui entraîne une croissance ou un assemblage élevé. Par conséquent, il a été conclu que 1 % (p/v) de chaînes de PVP très étendues ont floculé les particules et formé la forme différente d'assemblage ou d'agrégation de PNB qui entraînent une croissance élevée dans un rapport volumétrique élevé d'éthanol [33,34,35] .

(un ) Interaction entre les molécules d'éthanol et les molécules de PVP et (b ) Interaction entre H₂ Molécules O et molécules PVP

De plus, l'influence des molécules de ligand sur la croissance et l'assemblage des nanoparticules dans l'indice de polarité variable du mélange de solvants éthanol-eau a été analysée par le potentiel zêta des PNB résultants. Les valeurs de potentiel zêta des PNB qui ont été synthétisés dans un rapport volumétrique différent d'éthanol à eau sont présentées sur la figure 5. Les résultats obtenus montrent que les valeurs de potentiel zêta des PVP stabilisés par PVP diminuent avec l'augmentation du pourcentage en volume d'éthanol. En général, le polymère déplace le plan de glissement de la double couche électrique des particules, ce qui peut modifier la valeur du potentiel zêta. Les changements de la valeur du potentiel zêta dépendent de la charge de surface interfaciale et de la quantité de polymère adsorbé [22]. Des études similaires ont montré que la valeur du potentiel zêta des PNB entièrement coiffés par PVP est d'environ - 6 mV [23, 36]. En outre, cette valeur de potentiel zêta négative peut augmenter avec la diminution de la quantité d'adsorption PVP sur la surface du GNP [22]. Par conséquent, la valeur la plus basse obtenue du potentiel zêta (-5,53  mV) dans l'éthanol absolu indique que les GNP synthétisés étaient entièrement entourés de molécules de PVP. D'un autre côté, les valeurs de potentiel zêta diminuaient avec l'augmentation du rapport volumétrique d'éthanol, ce qui impliquait que le PVP s'adsorbait à un degré élevé dans un rapport volumétrique élevé de solvant organique (éthanol).

Valeurs du potentiel zêta des PVP stabilisés par PVP dans un pourcentage en volume de 20 %, 50 %, 80 % et 100 % du mélange de solvants binaires éthanol/eau

Les images MET des PNB synthétisés dans différents indices de polarité des mélanges de solvants éthanol-eau sont présentées sur la figure 6. Les figures 6 (a) et (b) montrent que 9,7 nm et 13,9 nm de nanoparticules presque sphériques ont été produites dans 20 % et 50 % pourcentage volumétrique du mélange de solvants éthanol/eau respectivement. D'autre part, la figure 6 (c) montre les images typiques des PNB dans un pourcentage volumétrique de 80 % de mélange d'éthanol et d'eau. Les images MET révèlent qu'une forme irrégulière [37] et une taille plus grande (environ 53,1 nm) de PNB se sont formées dans un pourcentage volumétrique de 80% de solution d'éthanol, et ces particules ont été agrégées dans la solution colloïdale. De même, un diamètre moyen de 37,2  nm de forme relativement plus grande et irrégulière de PNB a également été produit dans l'éthanol absolu. Ces résultats sont conformes aux précédents résultats UV-Vis et DLS de cette étude, dans lesquels la plus grande taille des particules s'est formée en raison de la faible valeur de l'indice de polarité du milieu réactionnel qui a entraîné la croissance des particules et de l'assemblage causé par le PVP très étendu. chaîne polymère à faible indice de polarité du mélange éthanol-solvant.

Couleurs, images MET et distribution de la taille de la suspension GNP produite dans divers pourcentages en volume d'éthanol à l'eau avec (a ) 20 %, (b ) 50 %, (c ) 80 %, et (d ) 100% éthanol

Il vaut la peine d'informer que la taille des PNB dans un pourcentage volumétrique de 80 % d'éthanol par rapport à l'eau est supérieure à la taille des PNB dans l'éthanol absolu.

Les figures 7 (a) et (d) comparent les images MET des PNB dans un rapport volumétrique de 80% d'éthanol à eau et d'éthanol absolu respectivement. Les PNB ont été agrégés en grappes (Fig. 7(a-c)) et alignés linéairement (Fig. 7 (a) et (b)) dans un rapport volumétrique de 80 % d'éthanol, tandis que les PNB dans l'éthanol absolu sont restés sous forme de particules discrètes avec moins agrégation (Fig. 7d). Nous avons émis l'hypothèse que la composition de 80% d'éthanol dans l'eau augmentait rapidement l'énergie de surface des particules primaires du PNB en raison de l'interaction asymétrique des molécules d'eau et d'éthanol avec la chaîne polymère PVP et les surfaces des nanoparticules. Par conséquent, les particules agrégées par un mécanisme d'attachement orienté formaient des nanoclusters de plus grande taille afin de minimiser cette énergie de surface [38, 39]. De plus, l'alignement linéaire des PNB dans l'éthanol à 80 % sur l'eau est attribué à l'interaction dipôle-dipôle des particules résultant de l'interaction asymétrique des molécules d'eau et d'éthanol avec la chaîne polymère PVP [40]. De plus, il a été observé que le diamètre hydrodynamique moyen des PNB obtenus à l'aide du DLS était supérieur à la taille calculée à partir des images MET. Dans cette étude, les PNB ont été synthétisés en quantité excessive de solution de polymère PVP. Par conséquent, la technique DLS a mesuré non seulement le diamètre des particules mais également la couche de polymère de recouvrement avec une queue, un train et une boucle de polymère allongés. De plus, le DLS peut mesurer la taille des flocs au lieu des particules individuelles (par exemple, un échantillon de PNB à 80 % d'éthanol dans l'eau). Par conséquent, la taille moyenne des PNB mesurée à l'aide du DLS était plus élevée qu'à l'aide du TEM.

Images MET des PNB (a ), (b ) et (c ) particules agrégées dans un pourcentage volumétrique de 80% d'éthanol (d ) particules discrètes dans 100% éthanol

Conclusion

Dans cette étude, la synthèse de PNB sélectifs en taille en utilisant la polarité du solvant organique comme variable a été discutée. L'influence de la polarité du solvant sur la croissance du PNB a été étudiée en synthétisant des PVP coiffés par PVP dans des mélanges d'éthanol et d'éthanol-eau dans de l'acide L-ascorbique. Les spectres UV-vis et les mesures DLS ont confirmé que la taille des particules augmente avec la diminution de l'indice de polarité du solvant. Sur la base de ces résultats, la croissance des PNB a été contrôlée en deux étapes au cours du processus de réduction chimique. La croissance des particules était initialement contrôlée par les molécules de solvant en formant une double couche solide autour de la nanoparticule. Ensuite, l'assemblage et la stabilité des GNP sont régis par les molécules stabilisatrices ou ligands de la deuxième étape. Cependant, la croissance des PNB augmente avec la diminution de l'indice de polarité du milieu réactionnel dans les deux étapes. Les couleurs finales des PNB en suspension et des images TEM impliquent les morphologies des PNB produits. Notamment, une polarité élevée du mélange de solvants a entraîné des PNB de forme sphérique, et un environnement à faible indice de polarité a entraîné une forme irrégulière des PNB. Cette enquête a porté sur une nouvelle approche pour synthétiser diverses tailles et formes de PNB en une seule étape en tirant parti de la croissance et de l'assemblage des particules dépendant de l'indice de polarité du solvant.

Disponibilité des données et des matériaux

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans cette étude. L'ensemble de données brutes obtenues et analysées au cours du travail expérimental est disponible auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

Abréviations

PNB :

Nanoparticules d'or

NP :

Nanoparticules

PVP :

Polyvinylpyrrolidone

TEM :

Microscopie électronique à transmission

DLS :

Diffusion dynamique de la lumière

PDI :

Indice de polydispersité