Новые наночастицы имеют состоящее из 32 атомов серебра ядро, которое ведет себя как «единый атом» с электронной оболочкой, подобной оболочке атома инертного газа ­- криптона. Такая структура делает атомы серебра в наночастицах чрезвычайно устойчивыми к химическим воздействиям.
Найдены способы дешевого синтеза стабильных наночастиц из серебра
Структура наночастиц. Ядро из 32 атомов серебра (обозначены красным и зеленым цветами) ведет себя как единый атом инертного газа.

В королевстве наночастиц пока царствует золото. Стабильные и простые в обращении, золотые наночастицы применяются для исследования клеток, транспортировки лекарств и детектирования биомаркеров болезней. Серебро, напротив, имеет плохую репутацию, так как относительно легко окисляется, из-за чего свойства серебряных наночастиц слишком быстро ухудшаются.

Но ситуация может вскоре измениться. Две независимые группы химиков сообщили, что ими разработаны методы изготовления стабильных серебряных наночастиц в макроскопических количествах.

Наночастицы, изготовленные группой Терри Бигиони из Толедского Университета (США), содержат по 44 атома серебра каждая. В центре частицы находится компактное стабильное ядро, состоящее из 12-атомного полого икосаэдра, окруженного 20-атомным додекаэдром. Оставшиеся 12 атомов серебра, связанные с молекулами, содержащими серу, образуют вокруг ядра наночастицы защитную «клетку». Диаметр наночастицы — менее 3 нм. Частицы серебра таких размеров имеют оптические и химические свойства, сильно отличающиеся от свойств крупных частиц этого металла.

Рецепт изготовления новых наночастиц включает в себя дешевую соль — нитрат серебра и нескольких других недорогих реагентов, которые перемешивают в водном растворе этилового спирта. Простой и надежный метод дает выход готового продукта более 95% и позволяет изготовить до 140 г серебряных наночастиц в одной партии — в сотни раз больше по сравнению с обычными количествами в производстве наночастиц. По словам Бигиони, процесс настолько прост, что его может легко осуществить любой старшеклассник.

Группе ученых, возглавляемая химиком Нанфеном Чжэном из Сямэньского университета (Китай), тоже удалось изготовить 44-атомные серебряные наночастицы. Китайские исследователи использовали другой «рецепт», но в результате получили очень похожий продукт.

При изготовлении наночастиц обычными методами получаются частицы множества разных размеров, а их качество меняется от партии к партии. В процессах Бигиони и Чжэна всегда получаются частицы, содержащие 44 атома металла, ни больше ни меньше. Это позволяет получить конечный продукт предсказуемого качества, что очень важно при получении разрешений на использование его в биомедицинских целях.

Новые наночастицы будут востребованы и в солнечной энергетике. Кластеры атомов серебра способны поглощать примерно в десять раз больше света, чем рутениевые краски в сенсибилизированных красителем солнечных батареях. Как сообщается, Бигони уже ведет коммерческие переговоры с одной из компаний-производителей солнечных батарей.

По сообщению Nature