(PhysOrg.com) - Cuando el oro desaparece de un lugar muy importante, generalmente significa problemas. A nanoescala, sin embargo, podría proporcionar más conocimiento sobre ciertos tipos de materiales. Un descubrimiento reciente que permite a los científicos reemplazar nanopartículas de oro con "espaciadores" ficticios ha permitido a los científicos crear materiales con estructuras nunca antes vistas. lo que puede dar lugar a nuevas propiedades.

En un nuevo estudio, Los investigadores dirigidos por el profesor Chad A. Mirkin de la Universidad Northwestern utilizaron los rayos X de alta intensidad proporcionados en la línea de luz 5-ID de la Fuente de Fotones Avanzados (APS) en el Laboratorio Nacional de Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. para observar las "superredes de nanopartículas". Disposiciones bien ordenadas de diminutas esferas a nanoescala que pueden manipularse para adquirir una serie de propiedades diferentes.

Las superredes tienen varias características que las hacen especialmente atractivas para los científicos de materiales, dijo la estudiante de posgrado de Northwestern Evelyn Auyeung, uno de los autores principales del estudio. "Las superredes se definen por el hecho de que mantienen una estructura bien organizada en distancias relativamente largas, ", dijo." La ventaja de una estructura ordenada es que le brinda una mejor oportunidad para ajustar o programar las características del material ".

En experimentos previos llevados a cabo en Argonne, Los científicos examinaron el efecto de usar el ADN como una especie de pegamento para reforzar la estructura reticular. Se ha demostrado que el ADN es una herramienta versátil que dirige las nanopartículas a una variedad de dos-, y superredes tridimensionales, donde el parámetro de la red y las simetrías dependían de la longitud del ADN, así como el tamaño y la forma de las partículas utilizadas.

Al incorporar la partícula espaciadora, una que no tenía núcleo inorgánico, en lugar de la nanopartícula de oro, los investigadores pudieron transformar la estructura de una celosía cúbica centrada en el cuerpo en una simple celosía cúbica. Extendieron esta técnica a otras celosías binarias y pudieron sintetizar muchas celosías exóticas, incluyendo uno que no tiene equivalente natural o sintético para ningún material conocido. "El uso de estas partículas ficticias nos da acceso a un espacio de diseño completamente nuevo, "Dijo Auyeung." El siguiente paso es estudiar el tipo de propiedades que tienen estas redes gracias a la diferente disposición de las nanopartículas. Si podemos investigar a fondo este espacio de diseño, es posible que podamos acceder a algunas propiedades emergentes nuevas de estos materiales ".

La fuente de fotones avanzada en el laboratorio nacional de Argonne es una de las cuatro fuentes de luz de radiación de sincrotrón respaldadas por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. El APS es la fuente de los haces de rayos X más brillantes del hemisferio occidental para la investigación en prácticamente todas las disciplinas científicas. Más de 3, 500 investigadores en representación de universidades, industria, e instituciones académicas de todos los estados de EE. UU. visitan la APS cada año para llevar a cabo investigaciones aplicadas y básicas en apoyo de la misión de BES.

Los resultados de la investigación se publicaron en la edición de enero de Nanotecnología de la naturaleza .