p Uma equipe de pesquisadores da UC San Diego, A Florida State University e o Pacific Northwest National Laboratories visualizaram pela primeira vez o crescimento de complexos químicos em "nanoescala" em tempo real, demonstrando que processos em líquidos na escala de um bilionésimo de metro podem ser documentados conforme acontecem. p A conquista, que possibilitará muitos avanços futuros em nanotecnologia, é detalhado em um artigo publicado online hoje no Jornal da American Chemical Society . Químicos e cientistas de materiais poderão usar este novo desenvolvimento em suas pesquisas básicas e aplicadas, por exemplo, para entender melhor a formação gradual de nanoestruturas.

p Anteriormente, os cientistas poderiam examinar as mudanças nas nanoestruturas apenas observando as alterações em grande escala de uma grande população de partículas ou fazendo 'capturas de tela' de forma estática de nanoestruturas individuais com microscopia eletrônica.

p 'Esse processo é como tirar fotos a cada 10 minutos de um jogo de futebol e, em seguida, tentar juntar essas fotos para contar a história do que é realmente um processo altamente dinâmico, 'disse Nathan Gianneschi, um professor associado de química e bioquímica da UC San Diego que chefiou o esforço de pesquisa com Seth Cohen, cadeira do Departamento de Química e Bioquímica da UC San Diego.

p 'Até agora, este era o estado da arte em termos de como poderíamos documentar como as nanoestruturas se formaram. O desenvolvimento que descrevemos em nosso artigo demonstra que esses processos podem ser observados em tempo real, literalmente filmando esses processos em nível nanoescala usando um microscópio eletrônico. '

p O desenvolvimento empregou um processo recentemente desenvolvido denominado Microscopia Eletrônica de Transmissão de Células Líquidas. Microscopia Eletrônica de Transmissão, ou TEM, tem sido usado por cientistas para criar imagens de materiais em nanoescala e entender a estrutura em nanoescala. Enquanto avança em Liquid Cell TEM, ou LCTEM, permitiu que os cientistas visualizassem o movimento de objetos em nanoescala em líquidos, pesquisadores ainda não descobriram uma maneira de usá-lo para visualizar o crescimento de complexos automontados, nanoestruturas químicas.

p 'Nós mostramos pela primeira vez que esta técnica pode ser usada para observar o crescimento de materiais híbridos orgânicos-inorgânicos complexos, proporcionando uma compreensão sem precedentes de sua formação, - disse Gianneschi. 'Esta demonstração marca um passo significativo em LCTEM tornando-se essencial para a nossa compreensão dos processos em nanoescala para todos os materiais em líquidos.'

p A equipe de cientistas incluiu Joseph Patterson e Michael Denny da UC San Diego, Patricia Abellan, Nigel Browning e James Evans do Pacific Northwest National Laboratory e Chiwoo Park do estado da Flórida. Patterson, o primeiro autor do artigo, fez toda a microscopia de transmissão de células líquidas nos instrumentos da UC San Diego e PNNL com a ajuda de Evans, que é um especialista na técnica, enquanto Park foi responsável pela análise do vídeo.

p Para tornar as coisas simples, os pesquisadores inicialmente se propuseram a estudar um sistema químico conhecido por se montar com um número limitado de componentes e dar origem a materiais bem definidos.

p 'Consideramos as estruturas metal-orgânicas como o ponto de partida perfeito para isso, porque fornecem estruturas ordenadas por meio de um processo de montagem e incluem componentes orgânicos e inorgânicos, - disse Gianneschi. “O primeiro passo foi determinar se essas nanoestruturas sobreviveriam ao experimento. Isso é necessário porque os materiais são suscetíveis de serem destruídos pelo feixe de elétrons de alta energia que é usado para gerá-los. Uma vez que essas condições foram estabelecidas, fomos então capazes de fluir componentes para o instrumento TEM, em solvente, e observe como o processo de montagem ocorreu. Isso foi possível usando um suporte de célula de amostra especial para o TEM que nos permitiu colocar líquidos dentro de uma câmara, dentro do instrumento de alto vácuo. Poderíamos então obter imagens através da câmara, para ver o que está dentro. '

p A demonstração dos cientistas de que tais complexos químicos podem ser visualizados em tempo real sugere que os processos complexos de outras 'delicadas automontagens' poderiam ser elucidados em maiores detalhes, como produtos químicos e vírus produzidos biologicamente, que são mais de mil vezes menores que as bactérias.

p 'Este avanço fornece uma ferramenta para observar o material à medida que se montam com resoluções possíveis apenas por meio de microscopia eletrônica, 'Disse Gianneschi. 'Isso é, escalas de comprimento podem ser observadas que são relevantes para materiais e processos em nanoescala. Em termos de dinâmica de imagem como esta, acreditamos que terá impacto sobre como a nanotecnologia será desenvolvida no futuro. '