p Não é um elétron. Mas com certeza age como um. p Pesquisadores da Northwestern University fizeram uma descoberta estranha e surpreendente de que nanopartículas projetadas com DNA em cristais coloidais - quando extremamente pequenos - se comportam como elétrons. Essa descoberta não só mudou a corrente, noção aceita de matéria, também abre a porta para novas possibilidades no design de materiais.

p "Nunca vimos nada assim antes, "disse Monica Olvera de la Cruz da Northwestern, quem fez a observação inicial por meio de trabalho computacional. "Em nossas simulações, as partículas parecem elétrons em órbita. "

p Com esta descoberta, os pesquisadores introduziram um novo termo chamado "metalicidade, "que se refere à mobilidade dos elétrons em um metal. Em cristais coloidais, nanopartículas minúsculas vagam de forma semelhante aos elétrons e agem como uma cola que mantém o material unido.

p "Isso fará com que as pessoas pensem sobre a matéria de uma nova maneira, "disse Chad Mirkin da Northwestern, quem liderou o trabalho experimental. “Vai levar a todos os tipos de materiais com propriedades potencialmente espetaculares que nunca foram observadas antes. Propriedades que podem levar a uma variedade de novas tecnologias no campo da óptica, eletrônica e até mesmo catálise. "

p O jornal será publicado na sexta-feira, 21 de junho no jornal Ciência .

p Olvera de la Cruz é o advogado Taylor Professor de Ciência e Engenharia de Materiais na McCormick School of Engineering da Northwestern. Mirkin é o professor de química George B. Rathmann no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern.

p O grupo de Mirkin inventou anteriormente a química para a engenharia de cristais coloidais com DNA, que criou novas possibilidades para o design de materiais. Nessas estruturas, As fitas de DNA atuam como uma espécie de cola inteligente para unir nanopartículas em um padrão de rede.

p "Nas últimas duas décadas, descobrimos como fazer todos os tipos de estruturas cristalinas onde o DNA efetivamente leva as partículas e as coloca exatamente onde elas deveriam ir em uma rede, "disse Mirkin, diretor fundador do Instituto Internacional de Nanotecnologia.

p Nestes estudos anteriores, os diâmetros das partículas estão na escala de dezenas de nanômetros. As partículas nessas estruturas são estáticas, fixados no lugar pelo DNA. No estudo atual, Contudo, Mirkin e Olvera de la Cruz reduziram as partículas para 1,4 nanômetro de diâmetro em simulações computacionais. É aqui que a mágica aconteceu.

p "As partículas maiores têm centenas de fitas de DNA ligando-as, "disse Olvera de la Cruz." Os pequenos têm apenas quatro a oito linkers. Quando esses links quebram, as partículas rolam e migram através da rede que mantém unido o cristal de partículas maiores. "

p Quando a equipe de Mirkin realizou os experimentos para obter imagens das pequenas partículas, eles descobriram que as observações computacionais da equipe de Olvera de la Cruz provaram ser verdadeiras. Como esse comportamento é uma reminiscência de como os elétrons se comportam nos metais, os pesquisadores chamam de "metalicidade".

p "Um mar de elétrons migra através dos metais, agindo como uma cola, segurando tudo junto, "Mirkin explicou." Isso é o que essas nanopartículas se tornam. As minúsculas partículas tornam-se a cola móvel que mantém tudo unido. "

p Em seguida, Olvera de la Cruz e Mirkin planejam explorar como explorar essas partículas semelhantes a elétrons para projetar novos materiais com propriedades úteis. Embora sua pesquisa tenha usado nanopartículas de ouro, Olvera de la Cruz disse que a "metalicidade" se aplica a outras classes de partículas em cristais coloidais.

p "Em ciência, é muito raro descobrir uma nova propriedade, mas foi o que aconteceu aqui, "Mirkin disse." Isso desafia toda a maneira como pensamos sobre a matéria de construção. É um trabalho fundamental que terá um impacto duradouro. "