Pesquisadores da Universidade de Göttingen desenvolveram um novo método que aproveita as propriedades incomuns do grafeno para interagir eletromagneticamente com moléculas fluorescentes (emissoras de luz). Este método permite aos cientistas medir opticamente distâncias extremamente pequenas, na ordem de 1 ångström (um décimo bilionésimo de um metro) com alta precisão e reprodutibilidade pela primeira vez. Isso permitiu aos pesquisadores medir opticamente a espessura das bicamadas lipídicas, o material que forma as membranas de todas as células vivas. Os resultados foram publicados em Nature Photonics .

Pesquisadores da Universidade de Göttingen liderados pelo Professor Enderlein usaram uma única folha de grafeno, apenas um átomo de espessura (0,34 nm), para modular a emissão de moléculas emissoras de luz (fluorescentes) quando elas se aproximam da folha de grafeno. A excelente transparência óptica do grafeno e sua capacidade de modular através do espaço a emissão das moléculas tornavam-no uma ferramenta extremamente sensível para medir a distância de uma única molécula da folha de grafeno. A precisão desse método é tão boa que mesmo as menores mudanças de distância de cerca de 1 Angstrom podem ser resolvidas. Os cientistas foram capazes de mostrar isso depositando moléculas únicas acima de uma camada de grafeno. Eles poderiam então determinar sua distância monitorando e avaliando sua emissão de luz. Esta modulação de emissão de luz molecular induzida por grafeno fornece uma "régua" extremamente sensível e precisa para determinar posições de moléculas individuais no espaço. Eles usaram esse método para medir a espessura de bicamadas lipídicas únicas que são constituídas por duas camadas de moléculas de cadeia de ácido graxo e têm uma espessura total de apenas alguns nanômetros.

"Nosso método tem um enorme potencial para microscopia de super-resolução porque nos permite localizar moléculas únicas com resolução nanométrica não apenas lateralmente (como com métodos anteriores), mas também com precisão semelhante ao longo da terceira direção, que permite a imagem ótica tridimensional verdadeira na escala de comprimento de macromoléculas, "diz Arindam Ghosh, o primeiro autor do artigo.

"Esta será uma ferramenta poderosa com inúmeras aplicações para resolver distâncias com precisão sub-nanométrica em moléculas individuais, complexos moleculares, ou pequenas organelas celulares, "acrescenta o professor Jörg Enderlein, o autor correspondente da publicação e chefe do Terceiro Instituto de Física (Biofísica) onde o trabalho foi realizado.