Investigadores de la Universidad de Göttingen han desarrollado un nuevo método que aprovecha las propiedades inusuales del grafeno para interactuar electromagnéticamente con moléculas fluorescentes (emisoras de luz). Este método permite a los científicos medir ópticamente distancias extremadamente pequeñas, del orden de 1 ångström (una diez mil millonésima parte de un metro) con alta precisión y reproducibilidad por primera vez. Esto permitió a los investigadores medir ópticamente el grosor de las bicapas lipídicas, el material que forma las membranas de todas las células vivas. Los resultados fueron publicados en Fotónica de la naturaleza .

Investigadores de la Universidad de Göttingen dirigidos por el profesor Enderlein utilizaron una sola hoja de grafeno, solo un átomo de espesor (0,34 nm), para modular la emisión de moléculas emisoras de luz (fluorescentes) cuando se acercan a la hoja de grafeno. La excelente transparencia óptica del grafeno y su capacidad para modular a través del espacio la emisión de moléculas lo convirtió en una herramienta extremadamente sensible para medir la distancia de moléculas individuales a la hoja de grafeno. La precisión de este método es tan buena que se pueden resolver incluso los más mínimos cambios de distancia de alrededor de 1 Angstrom. Los científicos pudieron demostrar esto depositando moléculas individuales sobre una capa de grafeno. Luego podrían determinar su distancia monitoreando y evaluando su emisión de luz. Esta modulación de la emisión de luz molecular inducida por el grafeno proporciona una "regla" extremadamente sensible y precisa para determinar las posiciones de una sola molécula en el espacio. Utilizaron este método para medir el grosor de bicapas lipídicas individuales que están constituidas por dos capas de moléculas de cadena de ácidos grasos y tienen un grosor total de sólo unos pocos nanómetros.

"Nuestro método tiene un enorme potencial para la microscopía de superresolución porque nos permite localizar moléculas individuales con una resolución nanométrica no solo lateralmente (como con los métodos anteriores) sino también con una precisión similar a lo largo de la tercera dirección, que permite una verdadera imagen óptica tridimensional en la escala de longitud de macromoléculas, "dice Arindam Ghosh, el primer autor del artículo.

"Esta será una herramienta poderosa con numerosas aplicaciones para resolver distancias con precisión subnanométrica en moléculas individuales, complejos moleculares, o pequeños orgánulos celulares, "añade el profesor Jörg Enderlein, autor correspondiente de la publicación y responsable del Tercer Instituto de Física (Biofísica) donde se desarrolló el trabajo.