(Phys.org) —Uma equipe de pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) mostrou que, trazendo nanopartículas de ouro perto dos pontos e usando um modelo de DNA para controlar as distâncias, a intensidade da fluorescência de um ponto quântico pode ser previsivelmente aumentada ou diminuída. Esta descoberta abre um caminho potencial para o uso de pontos quânticos como um componente em fotodetectores melhores, sensores químicos e lasers em nanoescala.

Qualquer pessoa que já tentou sintonizar um rádio sabe que mover as mãos na direção ou para longe da antena pode melhorar ou prejudicar a recepção. Embora as razões sejam bem compreendidas, controlar este estranho efeito é difícil, mesmo com tecnologia de rádio centenária. De forma similar, pesquisadores da nanotecnologia têm se frustrado ao tentar controlar a luz emitida pelos pontos quânticos, que iluminam ou escurecem com a proximidade de outras partículas.

A equipe do NIST desenvolveu maneiras de colocar com precisão e precisão diferentes tipos de nanopartículas próximas umas das outras e medir o comportamento das construções em nanoescala resultantes. Como as invenções baseadas em nanopartículas podem exigir vários tipos de partículas para trabalharem juntas, é fundamental ter métodos confiáveis ​​para montá-los e entender como eles interagem.

Os pesquisadores analisaram dois tipos de nanopartículas, pontos quânticos, que brilham com luz fluorescente quando iluminados, e nanopartículas de ouro, que há muito tempo são conhecidos por aumentar a intensidade da luz ao seu redor. Os dois poderiam trabalhar juntos para fazer sensores em nanoescala construídos com retângulos de fios de DNA tecidos, formado usando uma técnica chamada "origami de DNA".

Esses retângulos de DNA podem ser projetados para capturar diferentes tipos de nanopartículas em locais específicos com uma precisão de cerca de um nanômetro. Pequenas mudanças na distância entre um ponto quântico e uma nanopartícula de ouro próximos um do outro no retângulo fazem com que o ponto quântico brilhe mais ou menos conforme ele se afasta ou se move em direção ao ouro. Como esses pequenos movimentos podem ser facilmente detectados rastreando as mudanças no brilho do ponto quântico, eles podem ser usados ​​para revelar, por exemplo, a presença de uma substância química específica que é seletivamente ligada ao retângulo de DNA. Contudo, fazer funcionar corretamente é complicado, diz Alex Liddle do NIST.

"Um ponto quântico é altamente sensível à distância entre ele e o ouro, bem como o tamanho, número e disposição das partículas de ouro, "diz Liddle, um cientista do NIST Center for Nanoscale Science and Technology. "Esses fatores podem aumentar sua fluorescência, mascará-lo ou alterar a duração de seu brilho. Queríamos uma maneira de medir esses efeitos, que nunca tinha sido feito antes. "

Liddle e seus colegas fizeram vários grupos de retângulos de DNA, cada um com uma configuração diferente de pontos quânticos e partículas de ouro em uma solução. Usando um laser como holofote, a equipe foi capaz de acompanhar o movimento de retângulos de DNA individuais no líquido, e também pode detectar mudanças no tempo de vida fluorescente dos pontos quânticos quando eles estavam perto de partículas de ouro de tamanhos diferentes. Eles também mostraram que podiam prever exatamente o tempo de vida da fluorescência do ponto quântico, dependendo do tamanho das nanopartículas de ouro próximas.

Embora sua técnica de rastreamento fosse demorada, Liddle diz que a força de seus resultados permitirá que eles projetem os pontos para ter uma vida útil desejada específica. Além disso, o sucesso de seu método de rastreamento pode levar a melhores métodos de medição.

"Nossos principais objetivos para o futuro, "ele conclui, "são construir melhores sensores em nanoescala usando esta abordagem e desenvolver a metrologia necessária para medir seu desempenho."