Mostrar código-fonte de Nanomateriais híbridos de ouro/sílica

<span style="font-size:8pt"><b>Referência : </b> Martins, F., Pereira, E., Pereira, C. R., (2023) ''Nanomateriais híbridos de ouro/sílica'', [https://rce.casadasciencias.org Rev. Ciência Elem.], V11(3):034
<br>
<span style="font-size:8pt"><b>Autora</b>: <i>Fábio Martins, Eulália Pereira e Clara R. Pereira</i></span><br>
<span style="font-size:8pt"><span style="font-size:8pt"><b>Editor</b>: <i>[[Usu&aacute;rio:Jntavar|João Nuno Tavares]]</i></span><br>
<span style="font-size:8pt"><b>DOI</b>: <i>[[https://doi.org/10.24927/rce2023.034 https://doi.org/10.24927/rce2023.034]]</i></span><br>
<html><a href="https://rce.casadasciencias.org/rceapp/static/docs/artigos/2023-034.pdf" target="_blank">
                <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/layout/pdf.png" alt="PDF Download"></a></html>
----

== Resumo ==

As nanopartículas de ouro e de sílica têm aplicação em diversas áreas da ciência e tecnologia devido às suas propriedades únicas e à sua versatilidade. O desenvolvimento de nanomateriais híbridos de ouro/sílica tem assumido especial destaque e aberto novos campos de oportunidades, devido à conjugação das propriedades de ambos os componentes num único nanomaterial (multifuncionalidade) e surgimento de novas propriedades sinérgicas. O presente artigo incide sobre esta classe de nanomateriais híbridos. Primeiramente, apresenta-se uma perspetiva histórica e as propriedades únicas dos nanomateriais híbridos de ouro/sílica, seguindo-se alguns dos métodos mais relevantes usados para a sua preparação. Por último, apresentam-se alguns exemplos de aplicações atuais de nanomateriais híbridos de ouro/sílica, nomeadamente no tratamento do cancro e na purificação de águas.




<html>
 <p class='mainText'>Antes de introduzir a classe de nanomateriais híbridos de ouro/sílica, é importante começar por
definir alguns conceitos fundamentais, nomeadamente o que são nanomateriais e o que distingue
nanomateriais híbridos de nanomateriais constituídos por um único componente. Segundo
a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), uma nanopartícula é definida como
sendo uma partícula que apresenta pelo menos uma das suas dimensões entre 1 e 100 nm.
A escolha deste limite superior baseia-se no facto destas partículas apresentarem propriedades
distintas das propriedades do mesmo material macroscópico (<em>bulk material</em>). Contudo,
o termo “nano” pode ainda ser estendido a materiais com dimensões inferiores a 500 nm, quando
estes apresentam propriedades diferentes dos materiais macroscópicos correspondentes,
nomeadamente propriedades químicas, elétricas, óticas, mecânicas, magnéticas e reológicas</html><ref><html>VERT, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1351/PAC-REC-10-12-04">Terminology for Biorelated Polymers and Applications (IUPAC Recommendations 2012)</a></em>, <em>Pure Appl. Chem.</em>, 84, 377. 2012.</html></ref><html>.</p>

  <p class='mainText'>As propriedades únicas de nanomateriais constituídos por um único componente, por
exemplo, nanopartículas de ouro, nanopartículas de sílica e nanomateriais de óxidos de ferro
magnéticos, levou ao desenvolvimento de métodos para a sua síntese que permitam obter
um elevado controlo de parâmetros como a morfologia (tamanho e forma), propriedades
texturais (área superficial específica e porosidade) e química superficial. Nas últimas décadas,
tem-se observado um interesse crescente na investigação e desenvolvimento de sistemas
substancialmente mais complexos, constituídos por pelo menos dois nanomateriais diferentes,
os quais são designados de nanomateriais híbridos</html><ref><html>MA, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814134-2.00001-2">Chapter 1 - Hybrid Nanoparticles: An Introduction</a></em>, em Noble Metal-Metal Oxide Hybrid Nanoparticles: Fundamentals and Applications,
<em>Noble Metal-Metal Oxide Hybrid Nanoparticles Fundamentals and Applications, Micro and Nano Technologies, Elsevier</em>, 3–6. 2018.</html></ref><html>. Estes novos materiais permitem não
só ultrapassar algumas das limitações inerentes aos nanomateriais monocomponente, mas
também apresentam novas propriedades provenientes da interação entre os componentes,
permitindo assim desenvolver plataformas multifuncionais.</p>

  <p class='mainText'>Recentemente, os nanomateriais híbridos de ouro e sílica têm suscitado um especial interesse
para diversas aplicações, nomeadamente nas áreas da biomedicina</html><ref><html>FÉLIX, L. L. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://link.springer.com/article/10.1007/s42452-021-04456-0">Simple Synthesis of Gold-Decorated Silica Nanoparticles by in Situ Precipitation Method with New Plasmonic Properties</a></em>, <em>SN Appl. Sci.</em>, 3, 443. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>BAGHERI, E. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.03.014">Silica Based Hybrid Materials for Drug Delivery and Bioimaging</a></em>, <em>J. Control. Release</em>, 277, 57. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>XU, J. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1021/acsami.8b08574">Multifunctional Yolk-Shell Mesoporous Silica Obtained via Selectively Etching the Shell: A Therapeutic 18 Nanoplatform for Cancer Therapy</a></em>, <em>ACS Appl. Mater. Interfaces</em>, 10, 24440. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>CHENG, B. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1166/jbn.2016.2195">Gold Nanosphere Gated Mesoporous Silica Nanoparticle Responsive to Near-Infrared Light and Redox Potential as a Theranostic Platform for Cancer Therapy</a></em>, <em>J. Biomed. Nanotechnol</em>, 12, 435. 2016.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>PARK, J. H. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/c8nr03973a">Tunable Aggregation of Gold-Silica Janus Nanoparticles to Enable Contrast-Enhanced Multiwavelength Photoacoustic Imaging in Vivo</a></em>, <em>Nanoscale</em>, 10, 15365. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>YANG, S. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b19565">Rodlike MSN@Au Nanohybrid-Modified Supermolecular Photosensitizer for NIRF/MSOT/CT/MR Quadmodal Imaging- -Guided Photothermal/Photodynamic Cancer Therapy</a></em>, <em>ACS Appl. Mater. Interfaces</em>, 11, 6777. 2019.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>CAI, C. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1385894719300804">Polydopamine-Coated Gold Core/Hollow Mesoporous Silica Shell Particles as a Nanoplatform for Multimode Imaging and Photothermal Therapy of Tumors</a></em>, <em>Chem. Eng. J.</em>, 362, 842–850. 2019.</html></ref><html>, desenvolvimento
de sensores para quantificação de espécies químicas</html><ref><html>FÉLIX, L. L. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://link.springer.com/article/10.1007/s42452-021-04456-0">Simple Synthesis of Gold-Decorated Silica Nanoparticles by in Situ Precipitation Method with New Plasmonic Properties</a></em>, <em>SN Appl. Sci.</em>, 3, 443. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>BAGHERI, E. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0956566320300518">Sensors Design Based on Hybrid Gold-Silica Nanostructures</a></em>, <em>Biosens. Bioelectron</em>, 153, 112054. 2020.</html></ref><html> e catálise</html><ref><html>NECHIKKATTU, R. & HA, C. S.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10934-019-00847-2">Tunable Catalytic Activity of Gold Nanoparticle Decorated SBA-15/PDMAEMA Hybrid System</a></em>, <em>J. Porous
Mater</em>, 27, 611. 2020.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>LI, Y. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.7b01742">Implantation of Fe3O4 Nanoparticles in Shells of Au@m-SiO2 Yolk@Shell Nanocatalysts with Both Improved Recyclability and Catalytic Activity</a></em>, <em>Langmuir</em>, 33, 7486. 2017.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>NECHIKKATTU, R. & HA, C. S.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1387181120304741">Temperature-Responsive Mesoporous Silica Nanoreactor with Polymer Gatings Immobilized Surface via a ‘Grafting-to’ Approach as Peroxidase-like Catalyst</a></em>, <em>Micropor. Mesopor. Mater</em>, 306, 110472. 2020.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>BYOUN, W. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/open.201800040">Synthesis and Application of Dendritic Fibrous Nanosilica/Gold Hybrid Nanomaterials</a></em>, <em>ChemistryOpen</em>, 7, 349. 2018.</html></ref><html>. Este artigo apresenta uma perspetiva abrangente sobre os nanomateriais híbridos de ouro/sílica e sua
importância na atualidade. Na primeira parte apresenta-se um breve enquadramento histórico,
seguido de uma discussão sobre as suas principais propriedades e métodos de síntese. Por
último, serão apresentados alguns exemplos atuais de aplicações deste tipo de nanomateriais,
assim como conclusões e perspetivas futuras desta área de investigação.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Perspetiva histórica.</strong></p>

  <p class='mainText'>O início da nanotecnologia é muitas vezes conotado com a famosa palestra do físico Richard
Feynman, em 1959, intitulada <em>There’s Plenty of Room at the Bottom</em></html><ref><html>FEYNMAN, R. P.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="http://calteches.library.caltech.edu/archive/47/02/1960Bottom.pdf">There’s Plenty of Room at the Bottom</a></em>, <em>Eng. Sci.</em>, XXIII (5). 1960.</html></ref><html>. No entanto, nessa altura,
as capacidades técnicas de miniaturização eram muito limitadas, pelo que a proposta de
Feynman era ainda meramente especulativa. Só a partir da década de 1970 é que verdadeiramente
se iniciou a investigação científica em nanotecnologia, possibilitada pelos avanços nas
técnicas de miniaturização e de microscopia. A área foi batizada por Norio Taniguchi, em 1974</html><ref><html>TANIGUCHI, N.,
<em>On the Basic Concept of ‘Nano-Technology’, Proc. Intl. Conf. Prod. Eng. Tokyo, Part II</em>, <em>Japan Society of Precision Engineering</em>.
1974.</html></ref><html>,
e teve como um dos seus grandes ideólogos o físico Eric Drexler, que despoletou um elevado
interesse na comunidade científica e na opinião pública com a publicação do livro <em>Engines of
Creation: The Coming Era of Nanotechnology</em>, em 1986</html><ref><html>DREXLER, K. E.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://web.mit.edu/cortiz/www/3.052/3.052CourseReader/3_EnginesofCreation.pdf">Engines of Creation : The Coming Era of Nanotechnology</a></em>, <em>Anchor Books, Doubleday</em>. 1986.</html></ref><html>.</p>

  <p class='mainText'>A história dos materiais componentes dos híbridos em que nos focamos neste artigo, o ouro
e a sílica, é bem mais antiga, com várias aplicações tecnológicas reportadas ao longo da história
da humanidade. Além da sua utilização em joalharia, o ouro, quer à macroescala quer à nanoescala
(nanopartículas), foi utilizado em medicina e na produção de vidro dicroico (FIGURA 1).</p>

<br>
<figure class="image-medium">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2023-034-01.jpg">
</figure><center>
<figcaption>FIGURA 1. <em>Lycurgus Cup</em>, Império romano, século IV. O vidro que integra esta taça possui na sua constituição
nanopartículas de ouro e de prata que a tornam vermelha e transparente quando iluminada por trás
e verde opaca quando iluminada pela frente</html><ref><html><em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://twitter.com/britishmuseum/status/1110566063245271040?lang=sv">https://twitter.com/britishmuseum/status/1110566063245271040?lang=sv</a></em>.</html></ref><html>.
</figcaption></center>
<br>

  <p class='mainText'>Na Idade Média, os elixires de ouro eram um remédio para o tratamento de febres e até mesmo
da sífilis. Contudo, só em 1890 é que a sua utilização foi reportada na medicina moderna pelo
bacterologista Robert Koch, que identificou os efeitos tóxicos do ouro no tratamento da tuberculose</html><ref><html>DANIEL, M.-C. & ASTRUC, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr030698%2B">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 104, 293. 2004.</html></ref><html><sup>,</sup>
</html><ref><html>LOOS, M.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/B9781455731954000011">Chapter 1 - Nanoscience and Nanotechnology</a></em>, <em>Carbon Nanotube Reinforced Composites, CNR Polymer Science and Technology,
Elsevier</em>, 1–36. 2015.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SU, S. & JOKERST, J. V.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781315370934-14/silica-gold-hybrid-nanoparticles-imaging-therapy-shengqin-su-jesse-jokerst">Chapter 14 - Silica/Gold Hybrid Nanoparticles for Imaging and Therapy</a></em>, <em>Hybrid Nanomaterials: Design, Synthesis,
and Biomedical Applications, CRC Press</em>. 2017.</html></ref><html>. Embora ainda se possam encontrar terapias análogas, com o desenvolvimento da
medicina moderna, muitas destas têm caído em desuso.</p>

  <p class='mainText'>A sílica existe na natureza sob a forma de quartzo, o segundo mineral mais abundante na
crosta terrestre, sendo utilizada desde a pré-história no fabrico de utensílios, armas e objetos
decorativos. Hoje em dia, continua a ser uma matéria prima muito importante na indústria
da construção, fabrico do vidro, indústria eletrónica e nas indústrias alimentar, farmacêutica
e cosmética. A sua utilização sob a forma de nanopartículas começou na década de 1970, após
a descoberta do processo de síntese por Werner Stöber em 1968</html><ref><html>STÖBER, W. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0021979768902725">Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in the Micron Size Range</a></em>, <em>J. Colloid Interface Sci.</em>, 26, 62. 1968</html></ref><html>. Nos anos que se sucederam, foram propostas diversas otimizações e aprimoramentos ao método de Stöber, dando
origem a nanomateriais de sílica com novas morfologias e propriedades texturais</html><ref><html>VALLET-REGÍ, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d1cs00659b">Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 51, 5365. 2022.</html></ref><html>. Em particular,
destaca-se a introdução de porosidade na estrutura da sílica, produzindo assim sílica
mesoporosa, com aplicações em catálise, entrega controlada de fármacos e imagiologia.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Propriedades das nanopartículas de ouro e das nanopartículas de sílica.</strong></p>

  <p class='mainText'>As nanopartículas de ouro e de sílica por si só apresentam um conjunto considerável de
propriedades apelativas. As nanopartículas de ouro têm uma elevada estabilidade química
e coloidal, assim como uma baixa toxicidade, o que as torna perfeitas para aplicações
biológicas</html><ref><html>DANIEL, M.-C. & ASTRUC, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr030698%2B">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 104, 293. 2004.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SU, S. & JOKERST, J. V.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781315370934-14/silica-gold-hybrid-nanoparticles-imaging-therapy-shengqin-su-jesse-jokerst">Chapter 14 - Silica/Gold Hybrid Nanoparticles for Imaging and Therapy</a></em>, <em>Hybrid Nanomaterials: Design, Synthesis,
and Biomedical Applications, CRC Press</em>. 2017.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SARFRAZ, N. & KHAN, I.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202001202">Plasmonic Gold Nanoparticles (AuNPs): Properties, Synthesis and their Advanced Energy, Environmental and Biomedical Applications</a></em>, <em>Chem. Asian J.</em>, 16, 720. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>Dreaden, E. C.; Alkilany, A. M.; Huang, X.; Murphy, C. J.; El-Sayed, M. A.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/C1CS15237H">The golden age: gold nanoparticles for biomedicine</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 41, 2740. 2012.</html></ref><html>. No entanto, são as suas propriedades óticas únicas que as tornam tão
interessantes para inúmeras aplicações tecnológicas. Estas propriedades óticas advêm da
forma como as nanopartículas de ouro interagem com a radiação eletromagnética. Quando
a radiação eletromagnética incide sobre um metal, o campo eletromagnético oscilante da
luz induz a oscilação da nuvem eletrónica de condução na superfície da partícula. À escala
nanométrica esse fenómeno, denominado de ressonância plasmónica de superfície localizada,
dá origem a uma forte absorção de radiação eletromagnética (FIGURA 2).</p>

<br>
<figure class="image-medium">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2023-034-02.jpg">
</figure><center>
<figcaption>FIGURA 2. Ressonância plasmónica de superfície localizada de uma partícula metálica</html><ref><html><em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nanoparticle_lspr_2.png?uselang=fr">Wikimedia Commons</a></em>.</html></ref><html>.
</figcaption></center>
<br>

  <p class='mainText'>Tal ocorre quando a frequência da radiação incidente iguala a frequência de oscilação natural
dos eletrões à superfície da nanopartícula, dando origem a uma interação construtiva. Este fenómeno
é responsável pela absorção de energia que, por sua vez, pode dar origem a dispersão de
radiação, conversão em calor ou transferência para moléculas na proximidade da superfície da
partícula, isto é, espécies químicas que se encontrem ancoradas ou adsorvidas na sua superfície.</p>

  <p class='mainText'>No caso das nanopartículas de ouro, a banda plasmónica de superfície localizada ocorre a
um comprimento de onda na região do visível, propriedade que partilha apenas com dois outros
metais, a prata e o cobre. A frequência de ressonância plasmónica de superfície localizada
depende de vários fatores, nomeadamente do tamanho e forma das nanopartículas, assim
como da constante dielétrica do meio circundante. Por exemplo, as nanopartículas de ouro
esféricas com cerca de 15 a 20 nm de diâmetro apresentam uma cor vermelha devido a fenómenos
de ressonância a um comprimento de onda de 520 nm. Para nanopartículas esféricas
de dimensões superiores, o comprimento de onda a que ocorre a ressonância aumenta, levando
progressivamente a uma cor mais arroxeada (FIGURA 3). A variação de cor é ainda mais
drástica para nanopartículas não esféricas. No entanto, a propriedade mais relevante destas
bandas de absorção é a sua elevada intensidade, com coeficientes de extinção que podem ser
até 1000 vezes superiores aos de corantes orgânicos.</p>

<br>
<figure class="image-big">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2023-034-03.jpg">
</figure><center>
<figcaption>FIGURA 3. Influência do tamanho de partícula na cor de dispersões coloidais de nanopartículas de ouro.
A) Imagens de microscopia eletrónica de transmissão das nanopartículas de ouro com dimensões
de 20 a 130 nm. B) Cor das dispersões coloidais correspondentes.
</figcaption></center>
<br>

  <p class='mainText'>Similarmente às nanopartículas de ouro, as nanopartículas de sílica possuem uma elevada estabilidade
química e coloidal e baixa toxicidade, permitindo assim a sua utilização em aplicações
biológicas. Contudo, o grande trunfo das nanopartículas de sílica é a possibilidade de, no
processo de síntese, conferir-lhes uma estrutura com elevada porosidade e área superficial</html><ref><html>VALLET-REGÍ, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d1cs00659b">Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 51, 5365. 2022.</html></ref><html>.
Esta característica das sílicas porosas, especialmente das sílicas mesoporosas (tamanho de
poro entre 2 e 50 nm), faz deste tipo de partículas excelentes plataformas para introdução de
espécies químicas, quer para utilização como nano-reatores, quer para a entrega controlada
de fármacos</html><ref><html>BAGHERI, E. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.03.014">Silica Based Hybrid Materials for Drug Delivery and Bioimaging</a></em>, <em>J. Control. Release</em>, 277, 57. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>XU, J. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1021/acsami.8b08574">Multifunctional Yolk-Shell Mesoporous Silica Obtained via Selectively Etching the Shell: A Therapeutic 18 Nanoplatform for Cancer Therapy</a></em>, <em>ACS Appl. Mater. Interfaces</em>, 10, 24440. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>NECHIKKATTU, R. & HA, C. S.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1387181120304741">Temperature-Responsive Mesoporous Silica Nanoreactor with Polymer Gatings Immobilized Surface via a ‘Grafting-to’ Approach as Peroxidase-like Catalyst</a></em>, <em>Micropor. Mesopor. Mater</em>, 306, 110472. 2020.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>VALLET-REGÍ, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d1cs00659b">Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 51, 5365. 2022.</html></ref><html>. As nanopartículas de sílica também apresentam uma química superficial
muito rica, devido à presença de grupos silanol, o que permite a ligação de moléculas orgânicas
e a sua hibridização com outros nanomateriais.</p>

  <p class='mainText'>As propriedades singulares destas duas famílias de nanomateriais podem ser facilmente
combinadas numa só plataforma, através da preparação de nanopartículas híbridas de
ouro/sílica</html><ref><html>BAGHERI, E. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.03.014">Silica Based Hybrid Materials for Drug Delivery and Bioimaging</a></em>, <em>J. Control. Release</em>, 277, 57. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>BAGHERI, E. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0956566320300518">Sensors Design Based on Hybrid Gold-Silica Nanostructures</a></em>, <em>Biosens. Bioelectron</em>, 153, 112054. 2020.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>DANIEL, M.-C. & ASTRUC, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr030698%2B">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 104, 293. 2004.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SU, S. & JOKERST, J. V.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781315370934-14/silica-gold-hybrid-nanoparticles-imaging-therapy-shengqin-su-jesse-jokerst">Chapter 14 - Silica/Gold Hybrid Nanoparticles for Imaging and Therapy</a></em>, <em>Hybrid Nanomaterials: Design, Synthesis,
and Biomedical Applications, CRC Press</em>. 2017.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>VALLET-REGÍ, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d1cs00659b">Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 51, 5365. 2022.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SARFRAZ, N. & KHAN, I.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202001202">Plasmonic Gold Nanoparticles (AuNPs): Properties, Synthesis and their Advanced Energy, Environmental and Biomedical Applications</a></em>, <em>Chem. Asian J.</em>, 16, 720. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>Dreaden, E. C.; Alkilany, A. M.; Huang, X.; Murphy, C. J.; El-Sayed, M. A.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/C1CS15237H">The golden age: gold nanoparticles for biomedicine</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 41, 2740. 2012.</html></ref><html>. Dessa forma é possível conjugar as propriedades óticas do ouro,
com a elevada área superficial da sílica mesoporosa, mantendo ainda uma excelente biocompatibilidade
e estabilidade. Esta multifuncionalidade pode ser útil numa vasta gama de aplicações,
desde a construção de sensores para deteção e quantificação de espécies químicas/
bioquímicas, à remoção de poluentes existentes em águas residuais e, até mesmo, ao diagnóstico
e tratamento de doenças.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Preparação de nanomateriais híbridos de ouro/sílica.</strong></p>

  <p class='mainText'>A preparação de nanomateriais híbridos tem sido um dos grandes desafios em nanotecnologia,
dado que a conjugação de materiais diferentes exige que se ultrapasse o problema da incompatibilidade
existente entre a estrutura cristalina de diversos materiais e, em muitos casos, da
sua baixa adesão. Atualmente, são já conhecidas diversas estratégias de síntese que permitem
preparar materiais híbridos com um excelente controlo do seu tamanho/distribuição de tamanhos,
forma e química de superfície. Em nanopartículas híbridas, a conformação relativa entre
os dois componentes dá origem a diferentes tipos de partículas, destacando-se (FIGURA 4)</html><ref><html>MA, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814134-2.00001-2">Chapter 1 - Hybrid Nanoparticles: An Introduction</a></em>, em Noble Metal-Metal Oxide Hybrid Nanoparticles: Fundamentals and Applications,
<em>Noble Metal-Metal Oxide Hybrid Nanoparticles Fundamentals and Applications, Micro and Nano Technologies, Elsevier</em>, 3–6. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>CHAUDHURI, R. G. & PARIA, S.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr100449n">Core/Shell Nanoparticles: Classes, Properties, Synthesis Mechanisms, Characterization, and Applications</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 112, 2373. 2012.</html></ref><html>:
A) Nanopartículas núcleo-coroa (<em>core-shell</em>); B) Nanopartículas tipo saco vitelino (<em>yolk-shell</em>);
C) Nanopartículas heterodiméricas; D) Nanopartículas de Janus; E) Nanopartículas decoradas.
Nesta secção serão somente abordados os processos de síntese mais relevantes para a preparação
de nanopartículas híbridas de ouro/sílica de três tipos, nomeadamente núcleo-coroa,
nanopartículas de Janus e nanopartículas decoradas.</p>

<br>
<figure class="image-medium">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2023-034-04.jpg">
</figure><center>
<figcaption>FIGURA 4. Diferentes tipos de nanopartículas híbridas. A) Nanopartículas núcleo-coroa. B) Nanopartículas tipo saco vitelino(<em>yolk-shell</em>).
C) Nanopartículas heterodiméricas. D) Nanopartículas de Janus. E) Nanopartículas decoradas.
</figcaption></center>
<br>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Nanopartículas núcleo-coroa.</strong></p>

  <p class='mainText'>De entre os diversos tipos de nano-estruturas mencionados anteriormente, as mais estudadas
são as nanopartículas núcleo-coroa. A estratégia de síntese usual ocorre em duas etapas: uma
primeira etapa onde se preparam as nanopartículas que vão formar o núcleo e uma segunda
etapa de revestimento do núcleo com outro material, que forma a coroa da nanopartícula</html><ref><html>CHAUDHURI, R. G. & PARIA, S.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr100449n">Core/Shell Nanoparticles: Classes, Properties, Synthesis Mechanisms, Characterization, and Applications</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 112, 2373. 2012.</html></ref><html>. As
propriedades dos nanomateriais híbridos núcleo-coroa podem ser ajustadas através de variações
estruturais e morfológicas, nomeadamente alteração do número de núcleos revestidos
pela coroa, tamanho dos núcleos, espessura da coroa, número de camadas de revestimento,
entre outras</html><ref><html>MA, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814134-2.00001-2">Chapter 1 - Hybrid Nanoparticles: An Introduction</a></em>, em Noble Metal-Metal Oxide Hybrid Nanoparticles: Fundamentals and Applications,
<em>Noble Metal-Metal Oxide Hybrid Nanoparticles Fundamentals and Applications, Micro and Nano Technologies, Elsevier</em>, 3–6. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>DANIEL, M.-C. & ASTRUC, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr030698%2B">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 104, 293. 2004.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SU, S. & JOKERST, J. V.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781315370934-14/silica-gold-hybrid-nanoparticles-imaging-therapy-shengqin-su-jesse-jokerst">Chapter 14 - Silica/Gold Hybrid Nanoparticles for Imaging and Therapy</a></em>, <em>Hybrid Nanomaterials: Design, Synthesis,
and Biomedical Applications, CRC Press</em>. 2017.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>VALLET-REGÍ, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d1cs00659b">Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 51, 5365. 2022.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SARFRAZ, N. & KHAN, I.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202001202">Plasmonic Gold Nanoparticles (AuNPs): Properties, Synthesis and their Advanced Energy, Environmental and Biomedical Applications</a></em>, <em>Chem. Asian J.</em>, 16, 720. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>Dreaden, E. C.; Alkilany, A. M.; Huang, X.; Murphy, C. J.; El-Sayed, M. A.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/C1CS15237H">The golden age: gold nanoparticles for biomedicine</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 41, 2740. 2012.</html></ref><html>. A estratégia mais comum é a criação de nanopartículas mononucleares,
com núcleo de ouro e coroa de sílica, tipicamente sílica mesoporosa.</p>

  <p class='mainText'>Para a primeira etapa de preparação dos núcleos de ouro pode utilizar-se qualquer dos
inúmeros métodos de síntese de nanopartículas de ouro, nomeadamente com forma esférica,
de estrela, de bastonete, entre muitas outras</html><ref><html>DANIEL, M.-C. & ASTRUC, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr030698%2B">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 104, 293. 2004.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SARFRAZ, N. & KHAN, I.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202001202">Plasmonic Gold Nanoparticles (AuNPs): Properties, Synthesis and their Advanced Energy, Environmental and Biomedical Applications</a></em>, <em>Chem. Asian J.</em>, 16, 720. 2021.</html></ref><html>. O método mais usado é uma adaptação
do processo publicado por Turkevich e co-autores, em 1951, para a preparação de nanopartículas
esféricas de ouro, com um diâmetro de cerca de 15 nm</html><ref><html>TURKEVICH, J. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/DF9511100055">A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold</a></em>, <em>Discuss. Faraday Soc.</em>, 11, 55. 1951.</html></ref><html>. Este método baseia-se na
redução de um precursor de ouro(III) com citrato de sódio. O anião citrato também funciona
como um estabilizador coloidal (agente de revestimento). São conhecidos outros métodos
semelhantes usando outros redutores químicos e outros agentes de revestimento que,
consoante a sua natureza, podem originar partículas com outras morfologias</html><ref><html>DANIEL, M.-C. & ASTRUC, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr030698%2B">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 104, 293. 2004.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SU, S. & JOKERST, J. V.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781315370934-14/silica-gold-hybrid-nanoparticles-imaging-therapy-shengqin-su-jesse-jokerst">Chapter 14 - Silica/Gold Hybrid Nanoparticles for Imaging and Therapy</a></em>, <em>Hybrid Nanomaterials: Design, Synthesis,
and Biomedical Applications, CRC Press</em>. 2017.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>VALLET-REGÍ, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d1cs00659b">Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 51, 5365. 2022.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SARFRAZ, N. & KHAN, I.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202001202">Plasmonic Gold Nanoparticles (AuNPs): Properties, Synthesis and their Advanced Energy, Environmental and Biomedical Applications</a></em>, <em>Chem. Asian J.</em>, 16, 720. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>Dreaden, E. C.; Alkilany, A. M.; Huang, X.; Murphy, C. J.; El-Sayed, M. A.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/C1CS15237H">The golden age: gold nanoparticles for biomedicine</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 41, 2740. 2012.</html></ref><html>. Por
exemplo, a utilização de brometo de hexadeciltrimetilamónio (CTAB) como agente de revestimento
leva à formação de nanobastonetes de ouro.</p>

  <p class='mainText'>Para a segunda etapa de revestimento com sílica usa-se habitualmente o método de Stöber
(método sol-gel)</html><ref><html>STÖBER, W. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0021979768902725">Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in the Micron Size Range</a></em>, <em>J. Colloid Interface Sci.</em>, 26, 62. 1968</html></ref><html>, que se baseia na ocorrência de reações de hidrólise e de condensação
de um precursor de sílica, tipicamente o tetraetilortossilicato (TEOS), em meio básico</html><ref><html>DANIEL, M.-C. & ASTRUC, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr030698%2B">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 104, 293. 2004.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SU, S. & JOKERST, J. V.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781315370934-14/silica-gold-hybrid-nanoparticles-imaging-therapy-shengqin-su-jesse-jokerst">Chapter 14 - Silica/Gold Hybrid Nanoparticles for Imaging and Therapy</a></em>, <em>Hybrid Nanomaterials: Design, Synthesis,
and Biomedical Applications, CRC Press</em>. 2017.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SARFRAZ, N. & KHAN, I.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202001202">Plasmonic Gold Nanoparticles (AuNPs): Properties, Synthesis and their Advanced Energy, Environmental and Biomedical Applications</a></em>, <em>Chem. Asian J.</em>, 16, 720. 2021.</html></ref><html>
(FIGURA 5). A formação da coroa de sílica pode ser favorecida relativamente à formação de
nanopartículas de sílica puras, utilizando um agente de revestimento do núcleo de ouro bifuncional
(por exemplo, um organossilano), tal como o apresentado na FIGURA 5. Este agente adsorve
fortemente às nanopartículas de ouro através do grupo X, usualmente um grupo amina
ou tiol e, na extremidade voltada para o exterior, contém um grupo silanol ou alcoxilo, adequado
para condensação com o TEOS.</p>

<br>
<figure class="image-big">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2023-034-05.jpg">
</figure><center>
<figcaption>FIGURA 5. A) Reação de hidrólise do tetraetilortossilicato (TEOS). B) Condensação do produto de hidrólise do TEOS com um agente de revestimento
bifuncional à superfície do núcleo de ouro. C) Crescimento da coroa de sílica por condensação.
</figcaption></center>
<br>

  <p class='mainText'>A reação também pode ser realizada na presença de um surfactante capaz de produzir micelas
cilíndricas (por exemplo, o CTAB), que é utilizado como molde para a criação de poros no revestimento
de sílica, criando assim sílica mesoporosa. A natureza e a concentração do surfactante
permitem controlar a morfologia das micelas que, por sua vez, governarão a forma e tamanho
dos poros</html><ref><html>VALLET-REGÍ, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d1cs00659b">Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 51, 5365. 2022.</html></ref><html>.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Nanopartículas de Janus.</strong></p>

  <p class='mainText'>As nanopartículas de Janus são outro tipo de nanoestruturas em que o núcleo se encontra
apenas parcialmente revestido. O revestimento parcial resolve um dos grandes problemas das
nanopartículas núcleo-coroa de ouro/sílica relativo à perda das propriedades óticas do núcleo
de ouro com o aumento de espessura da coroa de sílica. Tal como foi demonstrado por Park
e co-autores</html><ref><html>PARK, J. H. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/c8nr03973a">Tunable Aggregation of Gold-Silica Janus Nanoparticles to Enable Contrast-Enhanced Multiwavelength Photoacoustic Imaging in Vivo</a></em>, <em>Nanoscale</em>, 10, 15365. 2018.</html></ref><html>, mantendo parte da nanopartícula de ouro exposta assegura-se a manutenção
das propriedades óticas do ouro, ao mesmo tempo que se preserva a estabilidade coloidal proporcionada
pelo revestimento de sílica.</p>

  <p class='mainText'>Conhecem-se várias estratégias de síntese de nanopartículas de Janus baseadas na proteção
de parte da nanopartícula de ouro relativamente à formação da coroa de sílica. Tal exige
que o núcleo de ouro tenha uma superfície anisotrópica que permita um revestimento não uniforme
da superfície. Por exemplo, outros autores recorreram às propriedades de segregação
de dois agentes de revestimento, o ácido poliacrílico (PAA) e o ácido 4-mercaptobenzóico (4-
MBA), na superfície de nanopartículas de ouro</html><ref><html>PARK, J. H. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/c8nr03973a">Tunable Aggregation of Gold-Silica Janus Nanoparticles to Enable Contrast-Enhanced Multiwavelength Photoacoustic Imaging in Vivo</a></em>, <em>Nanoscale</em>, 10, 15365. 2018.</html></ref><html>. Esta segregação leva a que parte da superfície
da nanopartícula fique revestida por 4-MBA e a restante superfície revestida por PAA. Uma vez
que o PAA pode inibir a reação de condensação do TEOS, o revestimento de sílica só se forma
nas regiões cobertas por 4-MBA. Através do controlo entre a proporção de PAA e 4-MBA é
possível obter partículas com vários graus de cobertura com sílica.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Nanopartículas decoradas.</strong></p>

  <p class='mainText'>As nanopartículas de sílica decoradas com ouro são formadas através da deposição de partículas
pequenas de ouro na superfície da sílica. Estas nanopartículas podem ser sintetizadas através
da redução in situ de um precursor de ouro(III) na superfície da nanopartícula de sílica</html><ref><html>DANIEL, M.-C. & ASTRUC, D.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cr030698%2B">Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology</a></em>, <em>Chem. Rev.</em>, 104, 293. 2004.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SARFRAZ, N. & KHAN, I.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202001202">Plasmonic Gold Nanoparticles (AuNPs): Properties, Synthesis and their Advanced Energy, Environmental and Biomedical Applications</a></em>, <em>Chem. Asian J.</em>, 16, 720. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>Dreaden, E. C.; Alkilany, A. M.; Huang, X.; Murphy, C. J.; El-Sayed, M. A.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/C1CS15237H">The golden age: gold nanoparticles for biomedicine</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 41, 2740. 2012.</html></ref><html>.
No caso de nanopartículas de sílica mesoporosas, a redução do ouro(III) pode ocorrer em três
locais distintos: à superfície da sílica, nos poros das partículas e no meio reacional. Uma vez que
o principal objetivo consiste na deposição exclusiva de nanopartículas de ouro na superfície da
sílica, o controlo do local onde ocorre a redução do precursor de ouro é crucial. O método mais comum para decorar nanopartículas de sílica com ouro baseia-se na funcionalização de nanopartículas
de sílica com grupos funcionais amina (–NH<sub>2</sub>), seguida da adsorção de um precursor
de ouro aniónico e posterior redução a ouro metálico. Desta forma, a pH acídico, os grupos amina
carregados positivamente irão atrair o precursor de ouro carregado negativamente, levando assim
à sua adsorção à superfície da sílica, onde serão posteriormente reduzidos a ouro metálico.
Uma estratégia alternativa consiste na formação de ligações covalentes entre grupos funcionais
presentes na superfície das nanopartículas de sílica e de ouro. No entanto, essas ligações poderão
ser sensíveis a estímulos externos, como é o caso de aplicações em entrega de fármacos.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Aplicações.</strong></p>

  <p class='mainText'>Os nanomateriais de ouro/sílica têm sido utilizados nas mais diversas áreas da ciência e tecnologia,
com especial destaque para catálise, produção de sensores químicos e bioquímicos,
técnicas de imagiologia, tratamento do cancro, entre outros</html><ref><html>FÉLIX, L. L. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://link.springer.com/article/10.1007/s42452-021-04456-0">Simple Synthesis of Gold-Decorated Silica Nanoparticles by in Situ Precipitation Method with New Plasmonic Properties</a></em>, <em>SN Appl. Sci.</em>, 3, 443. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>BAGHERI, E. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.03.014">Silica Based Hybrid Materials for Drug Delivery and Bioimaging</a></em>, <em>J. Control. Release</em>, 277, 57. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>XU, J. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1021/acsami.8b08574">Multifunctional Yolk-Shell Mesoporous Silica Obtained via Selectively Etching the Shell: A Therapeutic 18 Nanoplatform for Cancer Therapy</a></em>, <em>ACS Appl. Mater. Interfaces</em>, 10, 24440. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>CHENG, B. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1166/jbn.2016.2195">Gold Nanosphere Gated Mesoporous Silica Nanoparticle Responsive to Near-Infrared Light and Redox Potential as a Theranostic Platform for Cancer Therapy</a></em>, <em>J. Biomed. Nanotechnol</em>, 12, 435. 2016.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>PARK, J. H. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/c8nr03973a">Tunable Aggregation of Gold-Silica Janus Nanoparticles to Enable Contrast-Enhanced Multiwavelength Photoacoustic Imaging in Vivo</a></em>, <em>Nanoscale</em>, 10, 15365. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>YANG, S. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b19565">Rodlike MSN@Au Nanohybrid-Modified Supermolecular Photosensitizer for NIRF/MSOT/CT/MR Quadmodal Imaging- -Guided Photothermal/Photodynamic Cancer Therapy</a></em>, <em>ACS Appl. Mater. Interfaces</em>, 11, 6777. 2019.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>CAI, C. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1385894719300804">Polydopamine-Coated Gold Core/Hollow Mesoporous Silica Shell Particles as a Nanoplatform for Multimode Imaging and Photothermal Therapy of Tumors</a></em>, <em>Chem. Eng. J.</em>, 362, 842–850. 2019.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>BAGHERI, E. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0956566320300518">Sensors Design Based on Hybrid Gold-Silica Nanostructures</a></em>, <em>Biosens. Bioelectron</em>, 153, 112054. 2020.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>NECHIKKATTU, R. & HA, C. S.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10934-019-00847-2">Tunable Catalytic Activity of Gold Nanoparticle Decorated SBA-15/PDMAEMA Hybrid System</a></em>, <em>J. Porous
Mater</em>, 27, 611. 2020.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>LI, Y. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.7b01742">Implantation of Fe3O4 Nanoparticles in Shells of Au@m-SiO2 Yolk@Shell Nanocatalysts with Both Improved Recyclability and Catalytic Activity</a></em>, <em>Langmuir</em>, 33, 7486. 2017.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>NECHIKKATTU, R. & HA, C. S.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1387181120304741">Temperature-Responsive Mesoporous Silica Nanoreactor with Polymer Gatings Immobilized Surface via a ‘Grafting-to’ Approach as Peroxidase-like Catalyst</a></em>, <em>Micropor. Mesopor. Mater</em>, 306, 110472. 2020.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>BYOUN, W. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/open.201800040">Synthesis and Application of Dendritic Fibrous Nanosilica/Gold Hybrid Nanomaterials</a></em>, <em>ChemistryOpen</em>, 7, 349. 2018.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SU, S. & JOKERST, J. V.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781315370934-14/silica-gold-hybrid-nanoparticles-imaging-therapy-shengqin-su-jesse-jokerst">Chapter 14 - Silica/Gold Hybrid Nanoparticles for Imaging and Therapy</a></em>, <em>Hybrid Nanomaterials: Design, Synthesis,
and Biomedical Applications, CRC Press</em>. 2017.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>VALLET-REGÍ, M. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d1cs00659b">Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 51, 5365. 2022.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>SARFRAZ, N. & KHAN, I.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202001202">Plasmonic Gold Nanoparticles (AuNPs): Properties, Synthesis and their Advanced Energy, Environmental and Biomedical Applications</a></em>, <em>Chem. Asian J.</em>, 16, 720. 2021.</html></ref><html><sup>,</sup> </html><ref><html>Dreaden, E. C.; Alkilany, A. M.; Huang, X.; Murphy, C. J.; El-Sayed, M. A.,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/C1CS15237H">The golden age: gold nanoparticles for biomedicine</a></em>, <em>Chem. Soc.
Rev.</em>, 41, 2740. 2012.</html></ref><html><sup>,</sup> . Nesta
secção serão apresentadas apenas duas destas aplicações, nomeadamente na purificação de
água e na entrega controlada de fármacos para o tratamento do cancro.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Aplicação na purificação de água.</strong></p>

  <p class='mainText'>A escassez de recursos hídricos devido à poluição e ao aquecimento global tem atingido um
nível muito preocupante, mesmo em regiões com climas moderados. Assim, são necessários
novos métodos que permitam purificar água de um modo eficaz e energeticamente eficiente,
tal como reconhecido nos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da Organização das Nações
Unidas (ONU)</html><ref><html><em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://sdgs.un.org/sites/default/files/publications/21252030%20Agenda%20for%20Sustainable%20Development%20web.pdf">Transforming our World: The 2030 Agenda for Sustainable Development</a></em>, <em>United Nations</em>. 2015.</html></ref><html>. Uma das soluções energeticamente favoráveis consiste na utilização de
nanopartículas de ouro na purificação de água por evaporação. Esta estratégia baseia-se na
excelente conversão fototérmica das nanopartículas de ouro devido à ressonância plasmónica
de superfície localizada. Contudo, a aplicação desta tecnologia em grande escala pode não ser
sustentável, devido ao elevado custo do ouro e também à sua baixa disponibilidade. Para resolver
este problema, Cui e co-autores desenvolveram uma membrana contendo microesferas de
sílica funcionalizadas com nanopartículas de ouro</html><ref><html>CUI, R. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1039/d0ta03850d">Engineering Trace AuNPs on Monodispersed Carbonized Organosilica Microspheres Drives Highly Efficient and Low-Cost Solar Water Purification</a></em>, <em>J. Mater. Chem. A.</em>, 8, 13311. 2020.</html></ref><html>. Estas nanopartículas mantêm as propriedades
de conversão fototérmica do ouro mas utilizando uma quantidade de ouro substancialmente
inferior. O sistema proposto permite a remoção de sais e de outros contaminantes por
evaporação da água do mar, utilizando o aquecimento do material híbrido exposto à luz solar.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Aplicação em entrega controlada de fármacos.</strong></p>

  <p class='mainText'>A entrega controlada de fármacos é outra área onde as nanopartículas híbridas de ouro e sílica
têm sido utilizadas. A elevada área superficial da sílica mesoporosa permite o transporte
de elevadas cargas de fármacos, protegendo-os de fenómenos de degradação e eliminação.
Por seu lado, a componente de ouro permite gerar um estímulo térmico no local alvo para que
o fármaco seja libertado somente nesse local. É precisamente deste modo que a nanoplataforma
proposta por Cheng e co-autores funciona</html><ref><html>CHENG, B. <em>et al.</em>,
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://doi.org/10.1166/jbn.2016.2195">Gold Nanosphere Gated Mesoporous Silica Nanoparticle Responsive to Near-Infrared Light and Redox Potential as a Theranostic Platform for Cancer Therapy</a></em>, <em>J. Biomed. Nanotechnol</em>, 12, 435. 2016.</html></ref><html>. A estratégia da preparação da nanoplataforma
começou com a incorporação de doxorubicina, um agente quimioterapêutico para o tratamento
de vários tipos de cancro, em sílica mesoporosa. Seguidamente, funcionalizaram-se as nanopartículas
de sílica com nanopartículas de ouro, que bloqueiam os poros da sílica, prevenindo
assim a libertação do fármaco. A libertação do fármaco no local alvo foi efetuada por irradiação
de infravermelho próximo (NIR), provocando aquecimento local e abertura dos poros. Além
da libertação controlada do fármaco, as nanoplataformas permitem um aquecimento local do tumor, o que potencia o efeito citotóxico do agente quimioterapêutico, bem como desencadeia
vários mecanismos de morte das células cancerígenas. Deste modo, este nanomaterial,
além de proporcionar uma entrega controlada do fármaco no local alvo, diminuindo os efeitos
secundários da quimioterapia, combina duas terapias de combate ao cancro, nomeadamente,
a quimioterapia e a termoterapia, aumentando assim a eficácia do tratamento.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Conclusões e perspetivas futuras.</strong></p>

  <p class='mainText'>As nanopartículas híbridas de ouro/sílica apresentam um grande potencial comparativamente
aos nanomateriais monocomponente que as constituem. A hibridização de nanopartículas de
ouro e de sílica permite desenvolver nanomateriais multifuncionais que conjugam as propriedades
óticas e fototérmicas únicas do ouro com a porosidade finamente controlada, química
superficial e estabilidade coloidal da nano-sílica. Por outro lado, permitem solucionar algumas
das principais limitações intrínsecas a cada um dos materiais individualmente, nomeadamente
aumentar a estabilidade coloidal, minimizar a agregação dos núcleos de ouro e conferir
maior proteção das suas propriedades óticas. Esta família de nanomateriais multifuncionais
permite assim desenvolver estratégias únicas como a abordada para o tratamento do cancro
que apenas pode ser obtida pela conjugação entre estes dois materiais.</p>

  <p class='mainText'>Contudo, é de realçar que esta ainda é uma área em desenvolvimento e que certamente, num
futuro próximo, será possível beneficiar da sua aplicação em métodos avançados de diagnóstico
e tratamento de doenças (teragnóstico), assim como na sua utilização como nano-reatores
com propriedades catalíticas importantes para a degradação de poluentes. De tal forma é de
esperar um futuro brilhante para esta classe extraordinária de nanomateriais híbridos.</p>

<br>

  <p class='mainText'><strong>Agradecimentos.</strong></p>

  <p class='mainText'>Clara R. Pereira agradece à Fundação para a Ciência e a Tecnologia pelo financiamento
no âmbito do Concurso de Estímulo ao Emprego Científico Individual– CEEC Individual
(Ref. 2021.04120.CEECIND/CP1662/CT0008).</p>
</html>

=Referências=
<references/>
---- <br>Criada em 20 de Março de 2023<br> Revista em 27 de Julho de 2023<br>Aceite pelo editor em 13 de Outubro de 2023<br>
[[Category:Física]]