(PhysOrg.com) - Quando o ouro desaparece de um local muito importante, geralmente significa problemas. Na nanoescala, Contudo, pode fornecer mais conhecimento sobre certos tipos de materiais. Uma descoberta recente que permite aos cientistas substituir nanopartículas de ouro por "espaçadores" falsos permitiu aos cientistas criar materiais com estruturas nunca antes vistas, o que pode levar a novas propriedades.
Em um novo estudo, pesquisadores liderados pelo professor Chad A. Mirkin da Northwestern University usaram os raios X de alta intensidade fornecidos na linha de luz 5-ID da Advanced Photon Source (APS) no Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA para observar "superredes de nanopartículas" - arranjos bem ordenados de minúsculas esferas em nanoescala que podem ser manipuladas para assumir várias propriedades diferentes.
As superredes têm várias características que as tornam especialmente atraentes para os cientistas de materiais, disse a estudante de graduação da Northwestern Evelyn Auyeung, um dos principais autores do estudo. "Superredes são definidas pelo fato de que mantêm uma estrutura bem organizada em distâncias relativamente longas, "ela disse." A vantagem de uma estrutura ordenada é que ela dá a você uma melhor oportunidade de ajustar ou programar as características do material. "
Em experimentos anteriores realizados em Argonne, os cientistas examinaram o efeito do uso do DNA como uma espécie de cola para reforçar a estrutura da rede. Foi demonstrado que o DNA é uma ferramenta versátil que direciona as nanopartículas em uma variedade de dois-, e superredes tridimensionais, onde o parâmetro de rede e simetrias dependiam do comprimento do DNA, bem como o tamanho e as formas das partículas utilizadas.
Ao incorporar a partícula espaçadora - uma que não tinha núcleo inorgânico - no lugar da nanopartícula de ouro, os pesquisadores foram capazes de transformar a estrutura de uma rede cúbica centrada no corpo em uma rede cúbica simples. Eles estenderam esta técnica para outras redes binárias e foram capazes de sintetizar muitas redes exóticas, incluindo um que não tem equivalente natural ou sintético para qualquer material conhecido. "Usar essas partículas fictícias nos dá acesso a um espaço de design totalmente novo, "Auyeung disse." O próximo passo é estudar o tipo de propriedades que essas redes têm graças ao arranjo diferente das nanopartículas. Se pudermos investigar completamente este espaço de design, podemos ser capazes de acessar algumas novas propriedades emergentes desses materiais. "
A Fonte Avançada de Fótons do Laboratório Nacional de Argonne é uma das quatro fontes de luz de radiação síncrotron apoiadas pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA. O APS é a fonte dos mais brilhantes feixes de raios-X do hemisfério ocidental para pesquisas em praticamente todas as disciplinas científicas. Mais de 3, 500 pesquisadores representando universidades, indústria, e instituições acadêmicas de todos os estados dos EUA visitam o APS todos os anos para realizar pesquisas aplicadas e básicas em apoio à missão do BES.
Os resultados da pesquisa foram publicados na edição de janeiro da Nature Nanotechnology .
