From multi-to single-hollow trimetallic nanocrystals by ultrafast heating

dc.contributor.authorManzaneda González, Vanesa
dc.contributor.authorJenkinson, Kellie
dc.contributor.authorPeña Rodríguez, Ovidio
dc.contributor.authorBorrell Grueiro, Olivia
dc.contributor.authorTriviño Sánchez, Sergio
dc.contributor.authorBañares Morcillo, Luis
dc.contributor.authorJunquera González, María Elena
dc.contributor.authorEspinosa, Ana
dc.contributor.authorGonzález Rubio, Guillermo
dc.contributor.authorBals, Sara
dc.contributor.authorGuerrero Martínez, Andrés
dc.date.accessioned2025-12-18T11:38:04Z
dc.date.available2025-12-18T11:38:04Z
dc.date.issued2023-11-06
dc.descriptionTraducción del Resumen al español: Los nanocristales (NCs) metálicos presentan características fisicoquímicas únicas que dependen en gran medida de las dimensiones de las nanopartículas, su anisotropía, estructura y composición. El desarrollo de metodologías de síntesis que permitan ajustar finamente estos parámetros surge como un aspecto clave para la aplicación de los NCs metálicos en catálisis, materiales ópticos o biomedicina. En este trabajo describimos una metodología sintética para fabricar heteroestructuras multimetálicas huecas mediante la combinación de rutas de crecimiento mediadas por semillas y la irradiación con láseres de pulsos femtosegundo. La metodología propuesta se basa en la correducción de iones Ag y Pd sobre nanovarillas de oro (Au NRs) para formar nanoestructuras núcleo–corteza Au@PdAg que contienen pequeñas cavidades en la interfaz Au–PdAg. La excitación de las nanovarillas Au@PdAg con pulsos femtosegundo de baja fluencia se empleó para inducir la coalescencia y el crecimiento de grandes cavidades, dando lugar a nanoestructuras anisotrópicas Au@PdAg multihuecas. Además, al incrementar la energía de irradiación se pudo obtener, con alto rendimiento, una aleación AuPdAg con una única cavidad. El uso de técnicas avanzadas de microscopía electrónica, tomografía mediante espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDX), espectroscopía de estructura fina de absorción de rayos X cercana al borde (XANES) y simulaciones mediante diferencias finitas en el dominio temporal (FDTD) permitió caracterizar en detalle la morfología, la estructura y la distribución elemental de los NCs irradiados. La capacidad de la ruta de síntesis aquí descrita para fabricar NCs multimetálicos con nanoestructuras huecas sin precedentes ofrece perspectivas muy atractivas para la fabricación de nanopartículas de aleaciones de alta entropía diseñadas a medida.
dc.description.abstractMetal nanocrystals (NCs) display unique physicochemical features that are highly dependent on nanoparticle dimensions, anisotropy, structure, and composition. The development of synthesis methodologies that allow us to tune such parameters finely emerges as crucial for the application of metal NCs in catalysis, optical materials, or biomedicine. Here, we describe a synthetic methodology to fabricate hollow multimetallic heterostructures using a combination of seed-mediated growth routes and femtosecond-pulsed laser irradiation. The envisaged methodology relies on the coreduction of Ag and Pd ions on gold nanorods (Au NRs) to form Au@PdAg core–shell nanostructures containing small cavities at the Au–PdAg interface. The excitation of Au@PdAg NRs with low fluence femtosecond pulses was employed to induce the coalescence and growth of large cavities, forming multihollow anisotropic Au@PdAg nanostructures. Moreover, single-hollow alloy AuPdAg could be achieved in high yield by increasing the irradiation energy. Advanced electron microscopy techniques, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) tomography, X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy, and finite differences in the time domain (FDTD) simulations allowed us to characterize the morphology, structure, and elemental distribution of the irradiated NCs in detail. The ability of the reported synthesis route to fabricate multimetallic NCs with unprecedented hollow nanostructures offers attractive prospects for the fabrication of tailored high-entropy alloy nanoparticles.
dc.description.departmentDepto. de Química Física
dc.description.facultyFac. de Ciencias Químicas
dc.description.refereedTRUE
dc.description.sponsorshipSpanish Ministry of Science and Innovation
dc.description.sponsorshipMadrid Regional Government
dc.description.sponsorshipEuropean Union
dc.description.sponsorshipEuropean Research Council
dc.description.statuspub
dc.identifier.citationV. Manzaneda-González, K. Jenkinson, O. Peña-Rodríguez, O. Borrell-Grueiro, S. Triviño-Sánchez, L. Bañares, E. Junquera, A. Espinosa, G. González-Rubio, S. Bals, A. Guerrero-Martínez; From multi-to single-hollow trimetallic nanocrystals by ultrafast heating; Chem.Mate, 2023 35, 9603−9612.
dc.identifier.doi10.1021/acs.chemmater.3c01698
dc.identifier.officialurlhttps://doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c01698
dc.identifier.relatedurlhttps://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.chemmater.3c01698
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14352/129317
dc.issue.number22
dc.journal.titleChemistry of Materials
dc.language.isoeng
dc.page.final9612
dc.page.initial9603
dc.publisherAmerican Chemical Society
dc.relation.projectIDPID2021-123228NB-I00
dc.relation.projectIDPID2021-122839NB-I00
dc.relation.projectIDPID2019-105325RB-C32
dc.relation.projectIDPID2021-127033OB-C21
dc.relation.projectIDANTICIPA-UCM
dc.relation.projectIDP2018/NMT-4389
dc.relation.projectIDS2018/EMT-4437
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dc.relation.projectIDEH150531176
dc.relation.projectIDGrant 815128
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.accessRightsopen access
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.cdu544
dc.subject.keywordGold
dc.subject.keywordIrradiation
dc.subject.keywordLasers
dc.subject.keywordMetal nanoparticles
dc.subject.keywordPalladium
dc.subject.ucmQuímica física (Química)
dc.subject.unesco2307 Química Física
dc.titleFrom multi-to single-hollow trimetallic nanocrystals by ultrafast heating
dc.typejournal article
dc.type.hasVersionVoR
dc.volume.number35
dspace.entity.typePublication
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