Aurul coloidal

1. Aurul coloidal Dorina Mihaela Dolha Master Didactic Știinte,an II

2. Dintre numeroasele nanoparticule metalice ,aurul este cel mai răspândit material. • Se utilizează în: • Optică; • Electronică; • Fotonică; • Electrochimie; • Cataliză; • Chimismul simțurilor; • Etichetarea biologică,etc. • În 1857 Faraday a sintetizat pentru prima dată aurul coloidal prin reducerea NaAuCl4 cu o soluție ce conținea fosfor și CS2. • De-a lungul timpului au fost create o serie de metode fizice și chimice care urmăreau obținerea nanoparticulelor de aur. • Sintezele bazate pe reducerea ionilor metalici cu citrat de sodiu C3H4OH(COOH)COONa sau borohidrura de sodiu NaBH4 urmată de modificarea suprafețelor particulelor obținute cu ajutorul liganzilor potriviți și a solvenților organici ridică probleme pentru mediul înconjurător datorită produșilor toxici folosiți.

3. Este posibil ca în viitor să folosim culturi de bacterii pentru a extrage aurul din zăcămintele sărace. • De mai bine de zece ani este cunoscută bacteria Cupriavidus metalliduransprezentă în biofilmul care acoperă pepitele de aur. • Această bacterie se protejează de ionii solubili de aur, prin neutralizarea lor în interiorul celulelei sub forma unor nanoparticule neutre alcătuite din prețiosul element chimic.

4. Delftia acidovorans produces a nonribosomal peptide that creates gold nanoparticles Delftibactin detoxifies soluble gold and enables growth in toxic AuCl3 concentrations

5. În alte locuri, aceste biofilme conțineau o altă bacterie, Delftia acidovorans, care a fost studiată de către o echipa de cercetători de la Universitatea McMaster din Hamilton, Canada, condusă de către Nathan Magarvey, care și-a publicat concluziile în Nature Chemical Biology. • Acești au constatat că atunci când au plasat bacterii D. acidovorans în soluții care conțineau aur, acestea se înconjurau cu un înveliș alcătuit din nanopaticule de aur. • Cercetătorii au ajuns la concluzia că această bacterie se protejează împotriva ionilor de aur, prin producerea de nanoparticule de aur neutre în exteriorul lor, spre deosebire de de C. metallidurans.

6. Cele două bacterii ar putea fi folosite pentru a extrage aurul din apele reziuduale din exploatările miniere. • Cercetătorii au reușit să identifice și compusul chimic responsabil de precipitarea aurului. • Acesta a primit numele de delftibactină. Practic D. acidovorans produce delftbactină, care trece prin membrana bacteriei și produce precipitarea aurului în exteriorul ei, împiedicând astfel intrarea ionilor toxici de aur în interiorul celulei.

7. Extragerea aurul din apele reziuduale din exploatările miniere.

8. În anul 1991, Jack Watterson a extras, de pe terenurile aurifere din Alaska, aur nativ sub formă de balonaşe înlănţuite, balonaşele fiind goale pe dinăuntru, vide. • Ele aveau aceleaşi forme şi dimensiuni, precum bacteriile din sol. • Aceste agregate ciudate din aur se formează în urma înlocuirii corpurilor bacteriilor cu metal. De aceea au ori formă de balonaşe, ori de fire simple, sub formă de spirală, având diametrul de aproximativ 0,002 mm. Atunci când aurul înlocuieşte colonii întregi de bacterii, dimensiunea agregatelor ajunge la câţiva milimetri.

9. Bacteriile depun acest aur, în urma exrtagerii sau a absorbţiei anumitor substanţe toxice, dar vitale pentru ele, din mediul acvtic, sporind astfel conţinutul de aur din soluţie. Iar metalul începe să se cristalizeze. Diferenţa dintre aurul nativ metalic şi acest aur “viu”, făcut de microorganismele vii, constă doar în faptul că, în cel de-al doilea caz, dimensiunea cristalelor este foarte mică, şi sunt distribuite haotic. • S-a constatat că peliculele de bacterii care cresc la suprafaţa bazinelor cu apă caldă, pot acumula o asemenea cantitate de aur, încât exploatarea lui devine rentabilă. Se presupune că ceea ce le face pe bacterii să se transforme în “mumii” de aur ar fi mercurul, care se emană împreună cu aurul, în aceste izvoare fierbinţi. Astfel, pentru a se apăra de această otravă mortală, bacteriile se folosesc de aur, despre care se ştie că este absorbantul ideal de mercur.

10. Bacteriile îşi fac o “cochilie” de aur, însă nu pot trăi în ea, şi, după o vreme, ies din membrane, membrane care se transformă în tubuleţe de aur. • În zua de azi, se încearcă “dresarea” acestor microorganisme vii, pentru exploatarea minereurilor de aur şi a terenurilor aurifere, deoarece s-a observat că particulele microscopice de aur se lipesc cu uşurinţă de bacterii, după care, agregatele comasate de aur pot fi extrase. • S-a mai descoperit că sporii unor bacterii din sol sunt numeroşi în apropierea zăcămintelor de aur. Aşadar, bacteriile ajută oamenii să caute şi să exploateze aur.

11. Interesant • Un grup de cercetători din Taiwan au descoperit că lumina poate fi generată pe străzi fără ajutorul electricității. • Depunănd particule de aur pe frunzele copacilor acestea le dau o aură roșiatică luminoasă. Cercetatorii au implantat nanoparticule de aur în frunzele unei plante de acvariu – Bacopa caroliniana. Sub efectul unei lumini ultraviolete cu o lungime de undă ridicată, nanoparticulele de aur au reușit să producăo fluorescentăalbastru-violet pentru a genera o radiatie roșiaticăîn clorofila frunzelor, o tehnicăce a fost botezată„bio-LED

12. Prima dovadă a folosirii nanoparticulelor de aur • Romanii folosesc aurul pentru a colora Cupa lui Lycurg, regele tracilor, un artifact aflat astăzi la British Museum. • Topind fulgi de aur în sticlă, artizanii romani au introdus nanoparticule de aur în aceasta, transformând-o în sticlă dicroică (care are culori diferite, în funcţie de poziţia din care este observată). • Cupa lui Licurg este verde şi opacă atunci când este observată în întuneric, devenind roşie atunci când este privită în lumină.

13. Proprietatile aurului coloidal

14. Aurul lumii, frumuseţi şi celebrităţi, traducere din rusă de Emil Iordache şi Leonte Ivanov, Chişinău, Editura Arc, 2004. http://www.nature.com/news/gold-digging-bacterium-makes-precious-particles-1.12352 http://nanoyou.eu/attachments/501_RO%20-%20EXPERIMENT%20C4_Student%20laboratory%20worksheet%2011-13.pdf http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Cupriavidus_metallidurans http://think.hotnews.ro/nanoparticulele-de-aur-ar-putea-transforma-copacii-in-stalpi-de-iluminat.html http://www.newscientist.com/article/dn23129-bug-protects-itself-by-turning-its-environment-to-gold.html#.Ute9l_umbMc http://newswatch.nationalgeographic.com/2013/02/06/scientists-discover-how-bacteria-changes-ions-into-gold/ http://www.nature.com/nchembio/journal/v9/n4/full/nchembio.1179.html Chimia verde si poluantii chimici, Iovanca Haiduc,Ed.Efes 2006