p Três anos após sua descoberta de nanopartículas de ouro porosas - nanopartículas de ouro que oferecem uma área de superfície maior por causa de sua natureza porosa - um pesquisador da Universidade de Houston continua a explorar a ciência e as aplicações potenciais. p Wei-Chuan Shih, professor associado de engenharia elétrica e da computação, usará financiamento da National Science Foundation para estudar a oscilação eletrônica nas nanopartículas e desenvolver ideias para aproveitá-la.

p "Podemos gerar elétrons quentes ao iluminar essas nanopartículas, então estamos tentando tirar vantagem disso, tentando encontrar uma maneira de fazê-los funcionar, "Shih disse.

p Seu laboratório, o Grupo NanoBioPhotonics em UH, explorou como nanopartículas de ouro poroso reagem à luz por vários anos; Na primavera passada, ele relatou que o calor convertido em luz pode ser usado para matar bactérias. No mês passado, eles descreveram em Nano Letras a primeira vez que a absorção no infravermelho próximo com superfície (plasmon) foi demonstrada para detecção e identificação química.

p A luz em comprimentos de onda específicos "excita" os elétrons, ou os estimula em movimento, ele disse. Aproveitar a energia gerada pelos elétrons em movimento envolve medir o que ocorre em pequenas frações de tempo:uma vez que a nanopartícula é atingida pela luz, os elétrons são colocados em movimento dentro de alguns femtossegundos, ou um quatrilionésimo de segundo. A oscilação do elétron começa a se converter em calor após alguns picossegundos, ou um trilionésimo de segundo.

p "São os elétrons quentes nos primeiros femtossegundos que gostaríamos de colher, "Shih disse.

p Sob a concessão da NSF, Shih disse que os pesquisadores em seu laboratório vão estudar se os elétrons quentes podem ser usados ​​para melhorar um catalisador que impulsiona as reações químicas e aumenta a sinalização. Ele trabalhará para melhorar essa sinalização e determinar maneiras de usá-la.

p "Há algumas evidências que sugerem que a ressonância plasmônica pode promover reações catalíticas, "ele disse sobre a interação da luz e as nanopartículas." A luz excita esses elétrons para oscilar dentro da nanopartícula. "A ressonância plasmática descreve a maneira como os elétrons em um pedaço de nanomaterial metálico reagem à luz, e Shih disse que isso acontece apenas em certos comprimentos de onda.

p A pesquisa para acelerar as reações químicas pode ter grandes recompensas na indústria de petróleo ou petroquímica, já que pequenas melhorias podem gerar grandes impactos. Mas Shih está focado em biossensor, usando as reações químicas para produzir um sinal mais forte de alvos minúsculos, mais rapidamente.

p "Estamos interessados ​​na detecção ultrassensível de doenças, incluindo biomarcadores de câncer, como ácidos nucleicos e proteínas, " ele disse.

p Aprender a amplificar melhor o sinal pode ter várias aplicações. Shih observou que o ensaio de imunoabsorção enzimática, ou ELISA - uma análise comumente usada para medir proteínas em laboratórios de pesquisa - depende de uma reação de catálise para aumentar o sinal. Descobrir uma maneira de melhorar a eficiência do método teria amplas consequências, apenas um exemplo de como o trabalho pode ser útil, ele disse.