„Acele cuantice de aur”: Descoperirea japonezilor care ar putea revoluționa imagistica biomedicală și energia viitorului

Cercetătorii Shinjiro Takano, Yuya Hamasaki și Tatsuya Tsukuda de la Universitatea din Tokyo au anunțat descoperirea unui tip nou de nanoclustere de aur, denumite „ace cuantice de aur” („gold quantum needles”), rezultate în urma unor condiții de sinteză neobișnuite. Spre deosebire de nanoclusterele sferice obișnuite, aceste structuri alungite, în formă de creion, prezintă comportamente cuantice distinctive și răspund la lumina în spectrul apropiat infraroșu, ceea ce le face promițătoare pentru imagistica biomedicală și aplicațiile energetice.

Studiul, publicat în Journal of the American Chemical Society, a folosit difracția de raze X pe monocristale pentru a determina structura geometrică a nanoclusterelor în primele stadii de formare. Analiza a arătat că nanoclusterele de aur cresc anisotrop, adică în ritmuri diferite în direcții diferite, și că au apărut structuri complet noi, compuse din trimere triunghiulare și tetramere tetraedrice, care dau naștere acelor cuantice.

„Am reușit să vizualizăm procesul de formare a nanoclusterelor în primele stadii și să explicăm retroactiv evoluția lor sub condițiile noastre de sinteză”, a declarat Tsukuda, investigatorul principal. „Descoperirea acelor cu bază triunghiulară, în locul clusterelelor aproape sferice a fost o surpriză complet neașteptată.”

Nanoclusterele de aur, compuse din mai puțin de 100 de atomi, sunt obținute în mod obișnuit prin reducerea ionilor precursoare de aur în prezența unor liganzi protectori. Totuși, controlul precis asupra mărimii, formei și compoziției clusterelor rămâne o provocare. Această descoperire oferă perspective pentru dezvoltarea unor metode de sinteză mai țintite, bazate pe înțelegerea mecanismelor de creștere a clusterelor.

Cercetătorii spun că acele cuantice de aur, datorită răspunsului lor la lumina apropiată infraroșu, ar putea permite obținerea unor imagini biomedicale de rezoluție mai mare și conversia luminii în energie mai eficientă. În continuare, echipa intenționează să exploreze sinteza altor nanoclustere unice și să colaboreze cu experți pentru a valorifica proprietățile optice excepționale ale acestor structuri.