p Pequenos pontos semicondutores fluorescentes, chamados pontos quânticos, são úteis em uma variedade de tecnologias eletrônicas e de saúde, mas são feitos de substâncias tóxicas, metais caros. Pontos não tóxicos e econômicos à base de carbono são fáceis de produzir, mas eles emitem menos luz. Um novo estudo que usa imagens nanométricas ultrarrápidas encontrou emissores bons e ruins entre as populações de pontos de carbono. Esta observação sugere que, ao selecionar apenas superemissores, nanopontos de carbono podem ser purificados para substituir pontos quânticos de metal tóxico em muitas aplicações, disseram os pesquisadores. p As evidências, publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , reuniu pesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign e da Universidade de Delaware, O Condado de Baltimore em um projeto colaborativo por meio do Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada em Illinois.

p "Entrando neste estudo, não sabíamos se todos os pontos de carbono são apenas emissores medíocres ou se alguns eram perfeitos e outros ruins, "disse o professor de química de Illinois, Martin Gruebele, quem conduziu o estudo. "Sabíamos que se pudéssemos mostrar que existem bons e maus, talvez pudéssemos encontrar uma maneira de escolher os perfeitos da mistura. "

p Determinar se os pontos de carbono são emissores de luz bons ou ruins começa com a possibilidade de vê-los, Disse Gruebele. Os pontos têm menos de 10 nanômetros de diâmetro e, quando animado, decida se deve ocorrer fluorescência em questão de picossegundos - ou um milésimo de um bilionésimo de segundo.

p "Usando nosso microscópio de tunelamento de varredura de absorção de molécula única desenvolvido anteriormente, podíamos apenas imaginar estados excitados sem resolução de tempo, "Gruebele disse." Neste estudo, Contudo, agora podemos registrar os pontos quânticos enquanto estão em seu estado excitado, combinando a resolução espacial real do nanômetro com a resolução do tempo de femtossegundo. "

p A equipe descobriu que a excitação de energia segue um de dois caminhos:ou emite luz ou expulsa a energia como calor antes de ter a chance de fluorescência.

p "Descobrimos que, em grandes populações, aproximadamente 20% de uma determinada população de nanopontos de carbono são emissores perfeitos, enquanto cerca de 80% têm um estado de emissão de luz muito curto antes de expelir o calor, "Gruebele disse." Ser capaz de ver que existem diferentes populações nos diz que pode ser possível purificar as populações de pontos de carbono selecionando apenas os emissores de luz perfeitos. "

p A capacidade de escolher os pontos perfeitos pode tornar o conceito de pontos eficientes baseados em carbono uma realidade, Disse Gruebele. "Os pontos quânticos metálicos são frequentemente usados ​​para monitorar a saúde das células vivas, que está longe do ideal, e tendo um não tóxico, opção econômica seria um avanço significativo. "

p A nova tecnologia de imagem também permite aos pesquisadores observar por que alguns pontos nunca acendem, sugerindo que há esperança de que os pesquisadores possam algum dia sintetizar pontos de carbono emissores de luz perfeitos.

p “Agora sabemos que temos um instrumento que identifica o problema, "Gruebele disse." Quer o usemos para purificar grupos de pontos de carbono ou para ajudar a sintetizar pontos de carbono emissores de luz perfeitos, agora é apenas uma questão de para onde queremos ir em seguida. "