p Nanoclusters de metal que carregam ligantes de superfície sintonizáveis ​​podem ajudar a desenvolver imagens de próxima geração e abordagens fotocatalíticas, sugere trabalhos de pesquisadores da KAUST. p Nanoclusters de metal, geralmente com menos de dois nanômetros de tamanho, exibem características físicas e químicas únicas que são úteis para uma infinidade de aplicações, variando de catálise e detecção a imagens e administração de drogas. Essas propriedades dependem do tamanho e da estabilidade dos nanoaglomerados. Vários ligantes têm se mostrado eficazes para estabilizar os nanoclusters e ajustar suas propriedades de acordo com usos específicos. Contudo, essas propriedades que dependem do tamanho permanecem difíceis de controlar.

p Nanoclusters de prata tendem a ter baixa estabilidade. Embora alguns desses nanoclusters permaneçam estáveis ​​por alguns dias, a maioria se desintegra em minutos, explica Ph.D. estudante Laila Khalil. Este desaparecimento destaca a necessidade de estabilizar ligantes que também podem melhorar as propriedades ópticas desses nanoclusters.

p Agora, uma equipe liderada por Niveen Khashab planejou uma maneira de aumentar a estabilidade. Eles desenvolveram ligantes à base de enxofre com um grande grupo funcional cíclico denominado pilarareno. Esses ligantes podem estabilizar simultaneamente os nanoclusters de prata. Eles apresentam uma cavidade cilíndrica que pode acomodar pequenas moléculas, ou convidados, e se ligam seletivamente a esses convidados por meio de interações não covalentes.

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p "Nós criamos e sintetizamos sistemas que imitam designs naturais, "diz Khalil para explicar por que a equipe decidiu produzir um ligante tiol macrocíclico. Ao contrário dos ligantes típicos baseados em macrociclo, como os calixarenos hidrofóbicos e em forma de cone, pilararenos são estruturas cilíndricas ricas em elétrons que podem ser prontamente modificadas usando vários grupos funcionais, o que lhes permite manter compostos neutros e pobres em elétrons em sua cavidade. Espera-se que isso amplie a gama de moléculas convidadas em potencial e, consequentemente, a capacidade de ajustar as propriedades dos nanoclusters.

p Os nanoclusters funcionalizados por pilarareno permaneceram estáveis ​​por quatro meses quando armazenados no escuro e por até sete dias quando expostos à luz do dia. Sua fotoluminescência aumentou 30 vezes quando uma amina neutra foi usada como molécula convidada. Adicionar o surfactante catiônico brometo de cetrimônio induziu um aumento de 2.000 vezes na fotoluminescência que era visível a olho nu, e também superou outros nanoclusters atomicamente precisos. Os pesquisadores demonstraram que a ligação mais forte entre as moléculas hóspedes e os nanoclusters levou a um aumento mais pronunciado na fotoluminescência. Isso sugere que o aumento dramático nas emissões resulta das interações hospedeiro-hóspede.

p Este sistema pode ter aplicações biológicas úteis, especialmente imagens não invasivas de tecidos profundos, "diz Khalil. Isso vai ajudar a diagnosticar doenças, como câncer de pele e anomalias cerebrais.