Fabricación de nanopartículas compuestas por aleaciones de alta entropía mediante síntesis coloidal e irradiación con pulsos laser ultracortos

Abstract

En este trabajo se estudió la síntesis y modificación de nanopartículas multimetálicas, incluyendo aleaciones de altra entropía (HEAs), mediante una estrategia que combina la síntesis coloidal asistida por semillas con la irradiación con láseres de pulsos ultracortos. Se desarrollaron procedimientos para la obtención de nanocristales con estructuras núcleo@corteza y núcleo@corteza@corteza, empleando núcleos de oro y cortezas de diversos metales nobles como plata, paladio, platino, iridio, rodio y rutenio. Las nanopartículas fueron caracterizadas mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía dispersiva de rayos X (EDX) y espectroscopía de absorción en el ultravioleta visible e infrarrojo cercano (UV-vis-NIR), confirmándose su morfología, distribución elemental y propiedades ópticas. La irradiación con láseres de nanosegundos demostró modificar su morfología y composición superficial, promoviendo la aleación de los metales y generando cambios en su coloración, además de superficies lisas y morfología esférica. Este estudio sienta las bases para el desarrollo de nanopartículas multimetálicas con control en su composición y morfología, y abre nuevas posibilidades para su aplicación en catálisis y en materiales funcionales capaces de resistir condiciones extremas de irradiación.

In this work, we have studied the synthesis and modification of multimetallic nanoparticles, including high entropy alloys (HEAs), using a strategy that combines seed mediated colloidal synthesis with ultrashort pulsed laser irradiation. Procedures were developed to obtain nanoparticles with core@shell and core@shell@shell structures, employing gold cores and coatings of various noble metals such as silver, palladium, platinum, iridium, rhodium, and ruthenium. The nanoparticles were characterized by transmission electron microscopy (TEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and ultraviolet-visible-near infrared spectroscopy (UV vis-NIR), confirming their morphology, elemental distribution, and optical properties. Irradiation with nanosecond lasers was shown to modify the morphology and surface composition of the nanoparticles, promoting metal alloying and generating changes in their coloration, as well as producing smooth surfaces with spherical morphology. This study lays the foundation for the development of multimetallic nanoparticles with controlled composition and morphology, opening new possibilities for their application in catalysis and in functional materials capable of withstanding extreme irradiation conditions.