UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

Les propietats físiques i químiques de les nanopartícules metàl·liques (NPMs) representen un dels temes més novedosos en el camp de la nanociència i la nanotecnologia. Tot i així, l'elevada tendència d'aquestes a agregar-se es considera el seu principal inconvenient: limita de forma considerable les seves aplicacions pràctiques degut a que perden la seva forma característica. Una de les possibles solucions per a solucionar aquest problema es basa en l'ús de matrius polimèriques. L'estabilització de nanopartícules en matrius polimèriques no només prevé l'agregació, sinó que també controla la mida de partícula i la velocitat de creixement. A més, l'ús de polímers solubles permet produir un tipus de tinta de nanopartícules dissolent el compòsit polímer-metall corresponent en un dissolvent adient. El principal avantatge que presenta l'ús de polímers solubles per a la síntesis intermatricial en comparació amb els insolubles, és que la tinta pot ser fàcilment dipositada sobre una superfície com, per exemple, la d'un elèctrode. Després de la preparació de les nanopartícules estabilitzades en una matriu polimèrica, aquestes poden guardar-se tant en forma sòlida com en forma de tinta, encara que a la literatura no s'han trobat dades sobre l'estabilitat de les solucions de NPMs.

En molts casos, les aplicacions electroquímiques de las NMPs es basen en l'ús dels metalls nobles degut a les seves excepcionals característiques electrocatalítiques. El principal problema és l'elevat preu dels metalls nobles. Per aquesta raó, un dels objectius més importants en aquest cas és disminuir la quantitat de metall noble mantenint les propietats electrocatalítiques. Una possible solució és la preparació de nanopartícules del tipus nucli-embolcall, que estan composades per un nucli d'un metall econòmic (p.e. Cu) recobert por un metall noble (p.e. Pt), abaratint, així, el seu cost.

En aquest article es mostra la síntesi intermatricial (SIM) i caracterització de nanopartícules monometàl·liques (Pt) i bimetàl·liques (Pt/Cu) amb estructura nucli-embolcall, en polieteretercetona sulfonada (SPEEK) amb la mateixa quantitat de Pt. Les imatges obtingudes mitjançant  microscòpia electrònica de transmissió (TEM) mostren que les compostes per Cu o Pt/Cu presenten una forma pràcticament esfèrica i amb unes mides d'entre 3 i 7 nm, en canvi les de Pt presenten una forma absolutament irregular i una mida molt superior a les altres (Fig.1). Els resultats electroquímics de detecció de peròxid d'hidrogen (H₂O₂), utilitzant sensors amperomètrics formats per elèctrodes compòsit de grafit-epoxi (GECE) modificats amb membranes que contenen les corresponents tintes de compòsit polímer-metall, indiquen que amb una mateix quantitat de Pt, l'activitat electrocatalítica per a Pt/Cu és molt superior a las corresponents monometàl·liques (Fig.2). També es va demostrar que les tintes són estables en el temps sota condicions ambientals.