p Minúsculas partículas de matéria chamadas pontos quânticos, que emitem luz com cores excepcionalmente puras e brilhantes, encontraram um papel proeminente como marcadores biológicos. Além disso, eles estão percebendo seu potencial em telas de computador e televisão, e são promissores em iluminação de estado sólido. Novas pesquisas no MIT podem agora tornar esses pontos quânticos ainda mais eficientes em fornecer cores de luz precisamente ajustadas. p Esses materiais, chamados nanocristais de pontos quânticos semicondutores coloidais, pode emitir qualquer cor de luz, dependendo de seu tamanho ou composição exata. Mas há alguma variabilidade na propagação de cores que diferentes lotes de nanocristais produzem, e até agora não havia como dizer se essa variabilidade vinha de dentro de partículas individuais ou de variações entre os nanocristais em um lote.

p Esse é o quebra-cabeça que uma equipe do MIT resolveu, usando um novo método de observação. Os resultados aparecem no jornal Química da Natureza em um artigo do professor de química Moungi Bawendi, estudante de graduação Jian Cui, e seis outros.

p Para muitas aplicações, como monitores de tela plana, é importante fazer partículas que emitem um específico, cor pura de luz. Então, é importante saber se um determinado processo produz nanocristais com um espectro intrinsecamente estreito ou amplo de emissão de cor.

p "Você precisa entender como o espectro de uma única partícula se relaciona com o espectro de todo o conjunto, "Cui diz. Mas os métodos de observação existentes que detectam um conjunto inteiro produzem dados que" estão confundindo as informações, "e os métodos que tentam extrair dados de partículas individuais têm limitações.

p Observando bilhões de uma vez

p O novo método, desenvolvido no laboratório de Bawendi, é um afastamento radical dos meios convencionais de observação das emissões de luz de emissores individuais. Normalmente, isso é feito isolando emissores individuais, estabilizando-os em um substrato, e observando-os um de cada vez.

p Mas essa abordagem tem duas desvantagens, Bawendi explica:"Você só tem números pequenos, porque você está olhando um de cada vez, e há um viés de seleção, porque você geralmente olha para os brilhantes. "

p O novo método - chamado de espectroscopia de Fourier de correlação de fótons em solução - torna possível extrair propriedades espectrais de uma única partícula de um grande grupo de partículas. Embora não diga a largura do pico espectral de uma partícula específica, dá a largura espectral média de uma única partícula de bilhões de partículas, revelando se as partículas individuais produzem cores puras ou não.

p Além disso, Bawendi explica, as partículas "não estão isoladas em uma superfície, mas [estão] em seu ambiente natural, em uma solução. "Com os métodos tradicionais, "Sempre há uma pergunta:até que ponto a superfície afeta os resultados?"

p O método funciona comparando pares de fótons emitidos por partículas individuais. Isso não diz a você a cor absoluta de qualquer partícula em particular, mas dá uma medida estatística representativa de toda a coleção de partículas. Ele faz isso iluminando a solução de amostra com um feixe de laser e detectando a luz emitida em escalas de tempo extremamente curtas. Portanto, embora as diferentes partículas não sejam diferenciadas no espaço, eles podem ser diferenciados no tempo, conforme eles entram e saem do feixe de laser estreito e são ativados pelo feixe.

p "Obtemos a largura média da linha de partícula única na solução, sem qualquer viés de seleção, "Cui diz. Ao aplicar este método à produção de nanocristais de pontos quânticos, a equipe do MIT pode determinar o quão bem diferentes métodos de sintetizar as partículas funcionam.

p Ajustando o processo

p "Era uma questão em aberto se as larguras das linhas de um único ponto eram variáveis ​​ou não, "Cui diz. Agora, ele e seus colegas podem determinar isso para cada variação no processo de fabricação, e comece a ajustar o processo para produzir a saída mais útil para diferentes aplicativos.

p Além de monitores de computador, tais partículas têm aplicações em pesquisas biomédicas, onde eles são usados ​​como agentes de coloração para diferentes produtos bioquímicos. Quanto mais precisas forem as cores das partículas, quanto maior o número de partículas de cores diferentes que podem ser usadas de uma vez em uma amostra, cada um direcionado a um tipo diferente de biomolécula.

p Usando este método, os pesquisadores foram capazes de mostrar que um material amplamente utilizado para pontos quânticos, seleneto de cádmio, realmente produz cores muito puras. Mas, eles descobriram que outros materiais que poderiam substituir o seleneto de cádmio ou produzir cores diferentes, como fosforeto de índio, também pode ter cores intrinsecamente muito puras. Anteriormente, esta era uma questão em aberto.

p Todd Krauss, um professor de química da Universidade de Rochester que não estava envolvido nesta pesquisa, afirma que a "abordagem da equipe do MIT é muito inteligente e se baseia no que esse grupo fez anteriormente". Medir a largura da linha de partículas individuais é importante, ele diz, na otimização de aplicações como telas de televisão e marcadores biológicos. Ele adiciona, "Devemos ser capazes de fazer avanços muito melhores agora que esta técnica foi publicada, devido à capacidade de obter larguras de linha de partícula única em muitas partículas de uma vez. " p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.