[ca] La nanotecnologia és cada dia més present en molts àmbits de la societat i sectors industrials. Les noves aplicacions, dispositius i productes derivats dels seus avenços exigeixen nous nanomaterials, més concretament, nanopartícules amb propietats funcionals. Per tant, les nanopartícules funcionals s'han convertit en un camp de recerca molt actiu a la cerca de nous sistemes col·loïdals i nous mètodes de fabricació. En conseqüència, calen mètodes ben dissenyats, reproduïbles i escalables per a una producció eficient de nanopartícules. La síntesi assistida per microones és una ruta sintètica versàtil que pot donar suport a l'enginyeria de nanopartícules, ja que aquesta metodologia presenta propietats úniques i àmplies possibilitats, les quals cal explorar amb més detall. La tesi reporta sobre noves rutes químiques assistides per microones per al disseny racional de nanopartícules funcionals mono- i multicomponent. Concretament, conté un estudi complet sobre nanopartícules de plata mitjançant la fabricació per microones amb un alt grau de control sintètic. La formació de les nanopartícules ha estat monitoritzada en detall per entendre el mecanisme de reacció. La tesi també explora la preparació mitjançant síntesi per microones de nanoestructures buides d'aliatges de composicions metaestables com ara Rh-Ag i Pd-Ag. Segueix per l'extensió de les rutes per microones a sistemes més complexos com les heteroestructures cúbiques que combinen òxids metàl·lics (Cu2O) i metalls (Au, Ag, Pd i Pt). Finalment, la tesi investiga nanocompòsits d'or i titània obtinguts per microones com a fotocatalitzadors per a la generació d'hidrogen en fase gasosa. En primer lloc, es van avaluar els catalitzadors formats per nanopartícules d'or i titània i van presentar un rendiment excel·lent per a la generació d'hidrogen. A continuació, també es van estudiar nous fotocatalitzadors compostos per nanopartícules d'or dins de cristalls fotònics 2D de titània mesoporosa per a la fotoproducció d'hidrogen. Remarcablement, la producció d'hidrogen es va poder estendre al visible combinant la captura de llum en cristalls fotònics 2D amb ressonàncies plasmòniques. En resum, aquesta tesi doctoral ha identificat i consolidat la química assistida per microones com un enfocament sintètic innovador per a la fabricació de nanopartícules funcionals mono- i multicomponent. Els aspectes més rellevants de la tesi són l'aconseguiment del control sintètic de nanopartícules d'un sol component, l'obtenció d'heteroestructures complexes de metall/òxids metàl·lics o aliatges metaestables i la validació de sistemes d'or/titània com a fotocatalitzadors per a la producció d'hidrogen.

[en] Nanotechnology is more and more prevalent in many societal domains and industrial sectors. New applications, devices and products resulting from its advances demand new nanomaterials, specifically, nanoparticles with functional properties. Hence, functional nanoparticles have become a very active research field in search of new colloidal systems and novel methods of fabrication. Consequently, well-understood, reproducible, and scalable methods for efficient nanoparticle production are needed. Microwave-assisted synthesis is a versatile synthetic route that can support nanoparticle engineering as this methodology exhibits unique properties and extensive possibilities, which are still to be fully explored. The thesis reports on novel microwave-assisted chemistry routes for the rational design of single and multicomponent functional nanoparticles. Specifically, contains a complete study on silver nanoparticles by microwave fabrication with a high degree of synthetic control. The nanoparticle formation has been monitored in detail to understand the reaction mechanism. The dissertation also explores the preparation via microwave-synthesis of alloyed hollow nanostructures of metastable compositions such as Rh-Ag and Pd-Ag. It follows by extending microwave routes to more complex systems as the cubic heterostructures combining metal oxides (Cu2O) and metals (Au, Ag, Pd and Pt). Finally, the thesis investigates microwave-obtained gold/titania nanocomposites as photocatalysts for gas-phase hydrogen generation. First, catalysts formed by gold/titania nanoparticles were evaluated and presented an excellent performance for hydrogen generation. Next, novel photocatalysts composed of gold nanoparticles within mesoporous titania 2D-photonic crystals were also studied for hydrogen photo-production. Remarkably, hydrogen production could be extended into the visible by combining light trapping in 2D photonic crystals with plasmonic resonances. In summary, this Ph.D. thesis has identified and consolidated microwave-assisted chemistry as an innovative synthetic approach for single and multicomponent functional nanoparticle fabrication. More relevant aspects of the dissertation are the achievement of synthetic control for single-component nanoparticles, the attainment of complex metal/metal oxides heterostructures or metastable alloys and the validation of gold/titania systems as photocatalysts for hydrogen production.