Design of novel compositionally controlled hybrid and ternary nanostructures

Resumo

En els últims anys, els materials ternaris i híbrids han començat a sorgir gràcies al gran ventall de composicions i, per tant, de propietats que ofereixen i que els donen la possibilitat d’aplicar-se en diversos camps, com ara l’emmagatzematge d’energia, l’optoelectrònica o la biomedicina. Aquesta tesis està centrada en el disseny de noves nanoestructures ternàries i híbrides basades en materials amb una toxicitat baixa. En primer lloc, s’ha descrit un procediment simple a temperatura ambient per la síntesi de nanoestructures ternàries i híbrides d’Ag-Au-Se i d’Ag-Au-S que consisteix en la reacció entre nanopartícules d’Ag2Se i Ag2S sintetitzades prèviament i un precursor d’Au(III). El temps de reacció, la concentració del precursor d’or, la naturalesa del tensioactiu i la relació Ag:Au són els quatre paràmetres clau que permeten el control del producte final. Addicionalment, dos compostos del sistema Ag-Au-Se van ser caracteritzats termoelèctricament i com a agents de contrast en tomografia computada. En segon lloc, s’ha estudiat un altre sistema ternari, format per Ag-Cu-S. El mètode d’injecció en calent proposat en aquesta tesi permet la formació del material amb estequiometria AgCuS. El material va ser caracteritzat termoelèctricament, tot i que no mostra resultats satisfactoris degut a la seva baixa conductivitat elèctrica. En tercer lloc, es presenten quatre nanoestructures noves basades en Cu, Pt i Se, sintetitzades mitjançant una reacció a alta temperatura entre NPs de Cu2-xSe sintetitzades prèviament i un precursor de Pt(II). L’impacte de la relació Pt:Cu utilitzada en la síntesi en el producte final va ser estudiada. A mesura que la quantitat de platí augmenta en l’estructura, aquest es va introduint més eficientment en la xarxa cristal·lina del semiconductor de coure i seleni, expulsant gradual i lentament el seleni fins a la totalitat, augmentant així el caràcter metàl·lic de les nanoestructures finals. Finalment, es descriuen uns compostos híbrids hidrofílics, formats a partir de NPs inorgàniques (Au, Ag, Ag3AuSe2 i Au@Fe3O4) i un complex d’Au(I) de baix pes molecular i altament fluorescent. El seu acoblament està basat, essencialment, en interaccions aurofíliques/metal·lofíques entre els àtoms de la superfície de la nanopartícula i els àtoms d’Au(I) del complex.