p Artistas usam nanopartículas de ouro há séculos, porque eles produzem cores vibrantes quando a luz solar os atinge. Suas propriedades ópticas-eletrônicas únicas colocaram as nanopartículas de ouro no centro da pesquisa, células solares, sensores, quimioterapia, entrega de drogas, aplicações biológicas e médicas, e condutores eletrônicos. As propriedades das nanopartículas de ouro podem ser ajustadas mudando seu tamanho, forma, química de superfície etc., mas controlar esses aspectos é difícil. p Publicando em Nano Letras , pesquisadores liderados por Fabrizio Carbone na EPFL fizeram um estudo sem precedentes sobre a estrutura das nanopartículas de ouro. Trabalhando com o laboratório de Francesco Stellacci (EPFL), os pesquisadores conseguiram isso usando um dispositivo chamado "difratômetro de elétrons resolvido no tempo de pequeno ângulo", o que lhes permitiu estudar os arranjos estruturais das nanopartículas de ouro em velocidades ultra-rápidas - quatrilionésimos de segundo.

p O difratômetro em si é interessante porque usa uma alternativa barata a uma técnica muito cara:o laser de elétrons livres (FEL). O FEL usa elétrons para gerar raios-X que podem "estudar" moléculas até o nível atômico - em bilionésimos de metro. Essa ferramenta poderosa normalmente custa mais de um bilhão de dólares. Mas em 2010, pesquisadores da Holanda desenvolveram um método alternativo, jocosamente chamado de "FEL de homem pobre", que olha para materiais com um feixe de elétrons de pulsos ultrarrápidos, e obter resultados semelhantes.

p Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram um dispositivo difratômetro que usa o "FEL do homem pobre" e explora a alta sensibilidade que os elétrons têm para interagir com a matéria. O dispositivo pode estudar monocamadas e amostras muito finas contendo elementos leves, por exemplo. hidrogênio e carbono. E quando se trata de agregados densos e pequenas moléculas, o difratômetro de elétrons resolvido no tempo de pequeno ângulo pode atingir a sensibilidade extrema de um FEL tradicional, mas por uma fração do custo:menos de um milhão de dólares.

p Procurando ouro

p Usando essa abordagem, os pesquisadores da EPFL conseguiram obter um filme em que as mudanças estruturais das nanopartículas de ouro desencadeadas pela luz foram capturadas com resolução atômica no tempo e no espaço.

p Esses experimentos mostram que as moléculas de ligante anexadas a nanopartículas de ouro podem se automontar e se ordenar em orientações preferenciais, que é central para a criação de nanoestruturas ordenadas. Ainda mais impressionante foi a descoberta de que a própria luz pode induzir tais fenômenos de ordenação, fornecendo uma ferramenta única para controlar a física das nanopartículas de ouro, com grande potencial para aplicações optoeletrônicas, como células solares fotovoltaicas orgânicas (OPV), etc.

p O estudo fornece evidências de prova de conceito de que o difratômetro de elétrons resolvido no tempo de pequeno ângulo permite a investigação sistemática das propriedades estruturais de materiais nanomontados ". Os autores esperam que isso seja significativo para várias aplicações, incluindo processamento de sinal, biologia e até mesmo futura distribuição de drogas.