La síntesis de nanopartículas de oro (AuNPs) es un área de investigación activa debido a sus aplicaciones en campos como la nanomedicina, la óptica, la catálisis, y la electrónica. Aquí se describen algunas de las técnicas más comunes para sintetizar nanopartículas de oro:

Métodos de Síntesis

1. Reducción Química

• Método de Turkevich:
  • Reactivo Principal: Cloruro de oro(III) (HAuCl₄).
  • Agente Reductor: Citrato de sodio, que reduce el Au³⁺ a Au⁰.
  • Procedimiento: Se calienta una solución de cloruro de oro hasta ebullición, luego se añade una solución de citrato de sodio. El citrato actúa como reductor y estabilizador, produciendo nanopartículas de oro con un tamaño controlado por la concentración y condiciones de reacción.
  • Resultado: Nanopartículas esféricas, típicamente de 10 a 20 nm de diámetro.
• Método de Brust-Schiffrin:
  • Reactivo: HAuCl₄ en una fase acuosa.
  • Agente Reductor: Borohidruro de sodio (NaBH₄) en una fase orgánica, con tioles como estabilizadores.
  • Procedimiento: La reacción ocurre en una interfaz agua-aceite, donde el borohidruro reduce el oro en la presencia de tioles, que también ayudan a controlar el tamaño y estabilizar las nanopartículas.
  • Resultado: Nanopartículas muy pequeñas y uniformes, generalmente entre 1 y 3 nm.

2. Síntesis Física

• Ablación Láser:
  • Método: Se hace incidir un láser sobre una lámina de oro en un líquido, causando la ablación del material y la formación de nanopartículas en la solución.
  • Ventaja: Permite un control fino del tamaño y la forma de las nanopartículas, aunque el rendimiento puede ser limitado.

3. Síntesis Verde o Biológica

• Uso de Extractos Vegetales o Bacterias:
  • Reactivo: Extractos de plantas o microorganismos que contienen compuestos reductores y estabilizadores naturales como flavonoides, polifenoles, etc.
  • Procedimiento: Los extractos se mezclan con una solución de oro, y los compuestos naturales reducen el oro a nanopartículas.
  • Ventaja: Método ecológico, evitando el uso de productos químicos tóxicos.

4. Síntesis por Microondas

• Método: Utiliza microondas para acelerar la reacción de reducción. Los reactivos y agentes reductores son calentados rápidamente por radiación de microondas.
• Ventaja: Reduce significativamente el tiempo de reacción y puede mejorar la uniformidad del tamaño de las nanopartículas.

Control de Tamaño y Forma

• Concentración de Reactivos: Afecta directamente el tamaño de las nanopartículas; mayor concentración de oro típicamente produce partículas más grandes.
• Estabilizadores: Agentes como el citrato, los tioles, o polímeros ayudan a prevenir la aglomeración, controlando el tamaño y la forma.
• pH y Temperatura: Pueden influir en la cinética de la reacción y en la estabilidad de las nanopartículas resultantes.
• Aditivos: El uso de surfactantes o otros aditivos puede dirigir la formación de nanopartículas con formas específicas (varillas, triángulos, etc.).

Aplicaciones

• Medicina: Diagnóstico y terapia, como en la terapia fototérmica, imágenes de contraste, y liberación controlada de fármacos.
• Óptica: Sensores de superficie plasmones, dispositivos ópticos.
• Catálisis: Mejora de reacciones químicas debido a su alta superficie-área-volumétrica.
• Electrónica: En la fabricación de circuitos y conductores a nanoescala.

La síntesis de nanopartículas de oro es una disciplina que combina la química coloidal, la nanotecnología, y la ingeniería de materiales, ofreciendo un vasto campo de innovación y aplicación práctica.