p Os cálculos estão bem, mas ver para crer. Esse é o pensamento por trás de um novo artigo de estudantes da Rice University que decidiram testar os cálculos feitos há mais de um século. p Em 1908, o físico alemão Gustav Mie propôs um elegante conjunto de equações para descrever a interação de ondas eletromagnéticas com uma partícula esférica de metal. A teoria tem sido uma pedra de toque desde então para os pesquisadores que buscam quantificar como as partículas plasmônicas em nanoescala espalham a radiação.

p "A teoria de Mie é usada extensivamente sempre que você lida com nanopartículas e suas propriedades ópticas, "disse Alexei Tcherniak, um estudante de pós-graduação da Rice e autor principal do novo artigo na edição online da Nano Letras este mês. "Essa é a base de todo cálculo."

p Tcherniak e Stephan Link, um professor assistente de química e engenharia elétrica e de computação do Rice, foi coautor do artigo com o ex-aluno de pós-graduação Ji Won Ha e os atuais alunos de pós-graduação da Rice Liane Slaughter e Sergio Dominguez-Medina.

p Uma melhor caracterização de nanopartículas individuais é importante para os pesquisadores que buscam sensores ópticos microscópicos, superlentes de comprimento de onda ", "Catálise e terapias fototérmicas do câncer que usam nanopartículas.

p "Uma vez que a tecnologia está se movendo em direção à detecção de uma única partícula, queríamos ver se as previsões de Mie se manteriam, "Tcherniak disse." Propriedades médias caem exatamente nas previsões da teoria de Mie. Mas mostramos que as partículas individuais se desviam um pouco. "As partículas que diferem em tamanho podem retornar sinais semelhantes porque variam em forma e orientação no substrato, com os quais eles também interagem. A teoria de Mie, desenvolvido para partículas esféricas em solução muito antes da espectroscopia de partícula única, não considerou esses fatores.

p O projeto começou como uma linha secundária na tentativa dos alunos de rastrear nanopartículas individuais em solução. Tornou-se seu foco principal quando perceberam o escopo da tarefa, que envolveu a análise de cinco conjuntos de partículas de ouro variando de 51 a 237 nanômetros de largura - os tamanhos "biologicamente relevantes", Tcherniak explicou.

p Cada conjunto de partículas foi fotografado com um microscópio eletrônico de varredura e, em seguida, analisado quanto às suas propriedades de absorção e espalhamento por meio de imagens fototérmicas de partícula única e espalhamento de campo escuro a laser.

p Foi entediante, eles admitiram.

p "Quando você precisa encontrar uma partícula de 50 nanômetros em uma amostra de 5 por 5 milímetros, você está procurando uma agulha em um palheiro, - disse Tcherniak. Slaughter e Dominguez-Medina concordaram com a cabeça e se lembraram de um verão de longos dias necessários para categorizar várias centenas de partículas - o suficiente "para obter todos esses pontos no gráfico".

p Eles usaram algumas estratégias para localizar partículas. Um era colocar coordenadas de grade em escala de mícron na lâmina de vidro contendo amostras de nanopartículas. "Isso nos permitiu saber aproximadamente onde eles estavam, "Disse Tcherniak.

p Outro envolveu a aplicação de um pouco de astronomia à microscopia. Eles se descobriram procurando por "constelações" nos padrões das manchas. "Começamos a dizer, 'Oh, que se parece com um nariz. Será que temos nariz em outro lugar? '”, Disse Slaughter.“ Estávamos tão cansados; os nomes podem não ter sido muito bons. "

p Mas seus resultados são.

p "A teoria de Mie já existia muito antes que alguém soubesse sobre nanopartículas, então é uma coisa legal poder testá-lo, "disse Link sobre o trabalho de seus alunos." Isso é importante porque eles realmente juntam os blocos de construção que permitirão aos cientistas examinar estruturas mais complexas. Não foi um trabalho fácil. "