(Phys.org) —Ligas como bronze e aço têm se transformado há séculos, produzindo máquinas de primeira linha necessárias para a indústria. À medida que os cientistas avançam em direção à nanotecnologia, Contudo, o foco mudou para a criação de ligas em escala nanométrica - produzindo materiais com propriedades diferentes de seus predecessores.

Agora, pesquisas na Universidade de Pittsburgh demonstram que ligas em escala nanométrica possuem a capacidade de emitir luz tão brilhante que poderiam ter aplicações potenciais na medicina. Os resultados foram publicados no Jornal da American Chemical Society .

"Demonstramos ligas que são algumas das mais brilhantes, espécies emissoras de luz perto do infravermelho conhecidas até hoje. Eles são 100 vezes mais brilhantes do que o que está sendo usado agora, "disse Jill Millstone, investigador principal do estudo e professor assistente de química na Escola de Artes e Ciências Kenneth P. Dietrich de Pitt. "Pense em uma partícula que não só ajudará os pesquisadores a detectar o câncer mais cedo, mas também será usada para tratar o tumor, também."

No papel, Millstone apresenta ligas com propriedades drasticamente diferentes do que antes, incluindo emissão de luz infravermelha próxima (NIR), dependendo de seu tamanho, forma, e química de superfície. NIR é uma região importante do espectro de luz e é parte integrante da tecnologia encontrada na ciência e na medicina, disse Millstone. Ela usa um apontador laser como exemplo.

"Se você colocar o dedo sobre um laser vermelho [que está perto da região de luz NIR do espectro], você verá a luz vermelha brilhar. Contudo, se você fizer o mesmo com um laser verde [luz na região visível do espectro], seu dedo o bloqueará completamente, "disse Millstone." Este exemplo mostra como o corpo pode absorver bem a luz visível, mas também não absorve a luz vermelha. Isso significa que usar emissores NIR para visualizar células e, em última análise, partes do corpo, é promissor para diagnósticos minimamente invasivos. "

Além disso, A demonstração de Millstone é única porque ela foi capaz de mostrar - pela primeira vez - uma composição continuamente ajustável para ligas de nanopartículas; isso significa que a proporção de materiais pode ser alterada de acordo com a necessidade. Em estudos metalúrgicos tradicionais, materiais como aços podem ser altamente adaptados para a aplicação, dizer, para uma asa de avião versus uma panela. Contudo, ligas em nanoescala seguem regras diferentes, diz Millstone. Como as nanopartículas são tão pequenas, os componentes muitas vezes não ficam juntos e, em vez disso, se separam rapidamente, como óleo e vinagre. Em seu papel, Millstone descreve o uso de pequenas moléculas orgânicas para "colar" uma liga no lugar, para que os dois componentes permaneçam misturados. Essa estratégia levou à descoberta da luminescência NIR e também abre caminho para outros tipos de ligas de nanopartículas que são úteis não apenas na imagem, mas em aplicações como catálise para a conversão em escala industrial de combustíveis fósseis em produtos químicos finos.

Millstone afirma que, em conjunto, essas observações fornecem uma nova plataforma para investigar as origens estruturais da fotoluminescência de pequenas nanopartículas de metal e da formação de ligas em geral. Ela acredita que esses estudos devem levar diretamente a aplicações em áreas de necessidade nacional como saúde e energia.