Un equipo de químicos dirigido por Rongchao Jin de la Universidad Carnegie Mellon ha realizado por primera vez una cirugía específica local en una nanopartícula.
Crédito: Carnegie Mellon University
El procedimiento, que permite la adaptación precisa de las nanopartículas, significa avanzar en el campo de la nanoquímica.
La técnica quirúrgica desarrollada por Qi Li, el autor principal del estudio y un estudiante graduado de 3er año en el grupo de Jin, permitirá a los investigadores mejorar las propiedades funcionales de las nanopartículas, tales como la actividad catalítica y la fotoluminiscencia, aumentando su utilidad en una amplia variedad de campos, incluyendo el cuidado de la salud, la electrónica y la fabricación.
La técnica quirúrgica desarrollada por Qi Li, el autor principal del estudio y un estudiante graduado de 3er año en el grupo de Jin, permitirá a los investigadores mejorar las propiedades funcionales de las nanopartículas, tales como la actividad catalítica y la fotoluminiscencia, aumentando su utilidad en una amplia variedad de campos, incluyendo el cuidado de la salud, la electrónica y la fabricación.
Los hallazgos se publicaron en Science Advances.
"La nanoquímica es un campo relativamente nuevo, tiene sólo 20 años de edad." "Hemos estado compitiendo para alcanzar los campos como la química orgánica que tiene más de 100 años", dijo Jin, un profesor de química de la Universidad de Mellon de ciencia.
"La nanoquímica es un campo relativamente nuevo, tiene sólo 20 años de edad." "Hemos estado compitiendo para alcanzar los campos como la química orgánica que tiene más de 100 años", dijo Jin, un profesor de química de la Universidad de Mellon de ciencia.
"Los químicos orgánicos han sido capaces de adaptar los grupos funcionales de moléculas durante bastante tiempo, como la adaptación de la penicilina para mejorar las funciones médicas, por ejemplo."
Soñamos que podíamos hacer algo similar en Nanociencia. "El desarrollo de nanopartículas de precisión atómica nos ha permitido hacer realidad este sueño".
Para hacer esta "nano-cirugía" una realidad, los investigadores necesitaron comenzar con nanopartículas atómicamente precisas que podrían ser producidas de forma fiable una y otra vez.
Para hacer esta "nano-cirugía" una realidad, los investigadores necesitaron comenzar con nanopartículas atómicamente precisas que podrían ser producidas de forma fiable una y otra vez.
El laboratorio de Jin ha estado a la vanguardia de esta investigación. Trabajando con nanopartículas de oro, él y su equipo han desarrollado métodos para controlar con precisión el número de átomos en cada nanopartícula, dando como resultado nanopartículas de tamaño uniforme con cada lote.
Con partículas fiables y precisas, Jin y sus colegas pudieron identificar las estructuras de las partículas y comenzar a burlarse de cómo esa estructura impactó las propiedades y la funcionalidad de las partículas.
Con estas nanopartículas bien definidas en la mano, el siguiente paso de Jin fue encontrar una manera de adaptar quirúrgicamente las partículas con el fin de aprender más-y con suerte mejorar-su funcionalidad.
En su reciente estudio, Jin y sus colegas realizaron la nano-cirugía en una nanopartícula de oro formada por 23 átomos de oro rodeados por una superficie protectora de ligandos en adornos como grapas.
Con estas nanopartículas bien definidas en la mano, el siguiente paso de Jin fue encontrar una manera de adaptar quirúrgicamente las partículas con el fin de aprender más-y con suerte mejorar-su funcionalidad.
En su reciente estudio, Jin y sus colegas realizaron la nano-cirugía en una nanopartícula de oro formada por 23 átomos de oro rodeados por una superficie protectora de ligandos en adornos como grapas.
Usando un método de intercambio metálico de dos pasos, quitaron dos grapas S-Au-S de la superficie de la partícula. Al hacer esto revelaron los factores estructurales que determinan las propiedades ópticas de la partícula y establecieron el papel que la superficie juega en la fotoluminiscencia.
Significativamente, la cirugía aumentó la fotoluminiscencia de la partícula en aproximadamente 10 veces. La fotoluminiscencia desempeña un papel crítico en la imagen biológica, el diagnóstico del cáncer y la tecnología LED, entre otras aplicaciones.
Jin y los compañeros de trabajo ahora están tratando de generalizar este método de cirugía específico del sitio a otras nanopartículas.
Jin y los compañeros de trabajo ahora están tratando de generalizar este método de cirugía específico del sitio a otras nanopartículas.