p (PhysOrg.com) - Stephan Link quer entender como os nanomateriais se alinham, e o trabalho mais recente de seu laboratório é um passo na direção certa. p O grupo da Link's Rice University encontrou uma maneira de usar nanobastões de ouro como sensores de orientação, combinando suas propriedades plasmônicas com técnicas de imagem de polarização.

p Isso pode tornar possível ver e talvez rastrear nanopartículas individuais por longos períodos. Daria aos pesquisadores novas informações sobre os materiais, incluindo sistemas vivos, que os incorporam.

p "Com uma partícula esférica, você não tem nenhuma informação sobre como é orientado, "disse Link, professor assistente de química e engenharia elétrica e da computação na Rice. "Queríamos ver se poderíamos determinar a orientação dos nanobastões, e, eventualmente, gostaríamos de ser capazes de medir a orientação do ambiente em que eles estão. Achamos que essa técnica poderia ser muito útil para isso. "

p Ligação, autor principal Wei-Shun Chang, um cientista pesquisador do Rice, e seus colaboradores relataram seus resultados esta semana na edição online do Proceedings of the National Academy of Sciences .

p Ver uma única nanopartícula não é nada novo. Um microscópio de tunelamento de varredura (STM) pode capturar imagens de partículas de até alguns nanômetros; partículas marcadas com moléculas fluorescentes podem ser vistas enquanto os fluoróforos estiverem ativos. Link usou este último método para mostrar nanocarros rolando em temperatura ambiente no ano passado.

p Mas existem problemas com cada uma dessas técnicas. Os STMs veem nanotubos ou pontos quânticos muito bem, desde que estejam mais ou menos isolados em uma superfície condutora. Mas na selva, as partículas se perderiam em meio à desordem de tudo o mais que o microscópio vê. E embora os fluoróforos possam ajudar a escolher as partículas da multidão, eles podem se deteriorar em até 30 segundos, o que limita a sua utilidade.

p Os nanobastões de ouro podem ser "acesos" à vontade. Lasers em comprimentos de onda específicos excitam plasmons de superfície que absorvem a energia e emitem uma assinatura de calor que pode ser detectada por uma sonda de laser. Como os plasmons são altamente polarizados ao longo do comprimento de um nanorod, ler o sinal enquanto gira a polarização do laser informa aos pesquisadores precisamente como a haste está orientada.

p Uma foto de microscópio eletrônico do novo artigo mostra nanobastões com cerca de 75 nanômetros de comprimento e 25 nanômetros de largura em uma lâmina de vidro em ângulos de 90 graus entre si. Uma imagem fototérmica adjacente os mostra como manchas pixeladas. As manchas são mais fortes quando a polarização do laser se alinha longitudinalmente com os nanobastões, mas eles desaparecem quando a polarização do laser e as hastes estão 90 graus defasadas.

p "Com plasmonics, você sempre tem duas propriedades:absorção e espalhamento, "Link disse." Dependendo do tamanho, um ou outro domina. O que é único é que agora é possível fazer as duas coisas na mesma estrutura ou individualmente - portanto, podemos apenas medir a absorção ou apenas medir a dispersão. "

p Nanorods muito menores do que 50 nanômetros não são detectáveis ​​por alguns métodos de espalhamento, Link disse, mas a detecção fototérmica deve funcionar com partículas metálicas tão pequenas quanto cinco nanômetros; isso os torna úteis para aplicações biológicas. "Esses nanobastões de ouro são biocompatíveis. Eles não são tóxicos para as células, "disse Chang, observando sua semelhança com nanoconchas de ouro atualmente em testes de terapia de câncer humano com base na pesquisa dos cientistas do Rice Naomi Halas e Jennifer West.

p "Nosso trabalho é mais voltado para os fundamentos, "Link disse sobre a natureza básica da pesquisa de seu grupo." Talvez possamos otimizar as condições, e então um médico ou alguém que está projetando uma sonda pode assumir a partir daí.

p "Nosso lugar fica um pouco mais abaixo na cadeia de desenvolvimento. Estou feliz com isso."