(Phys.org) —Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha demostrado que al acercar las nanopartículas de oro a los puntos y al usar una plantilla de ADN para controlar las distancias, la intensidad de la fluorescencia de un punto cuántico se puede aumentar o disminuir de manera predecible. Este avance abre un camino potencial para usar puntos cuánticos como un componente en mejores fotodetectores, sensores químicos y láseres a nanoescala.

Cualquiera que haya intentado sintonizar una radio sabe que mover sus manos hacia o lejos de la antena puede mejorar o arruinar la recepción. Aunque se comprenden bien las razones, controlar este extraño efecto es difícil, incluso con tecnología de radio centenaria. Similar, Los investigadores de nanotecnología se han sentido frustrados al intentar controlar la luz emitida por los puntos cuánticos. que se iluminan u oscurecen con la proximidad de otras partículas.

El equipo del NIST desarrolló formas de colocar con precisión y precisión diferentes tipos de nanopartículas cerca unas de otras y para medir el comportamiento de las construcciones a nanoescala resultantes. Debido a que las invenciones basadas en nanopartículas pueden requerir múltiples tipos de partículas para trabajar juntas, es fundamental contar con métodos fiables para ensamblarlos y comprender cómo interactúan.

Los investigadores observaron dos tipos de nanopartículas, puntos cuánticos, que brillan con luz fluorescente cuando se iluminan, y nanopartículas de oro, que se sabe desde hace mucho tiempo que mejoran la intensidad de la luz a su alrededor. Los dos podrían trabajar juntos para hacer sensores a nanoescala construidos usando rectángulos de hebras de ADN tejidas, formado utilizando una técnica llamada "origami de ADN".

Estos rectángulos de ADN pueden diseñarse para capturar diferentes tipos de nanopartículas en ubicaciones específicas con una precisión de aproximadamente un nanómetro. Pequeños cambios en la distancia entre un punto cuántico y una nanopartícula de oro cerca una de la otra en el rectángulo hacen que el punto cuántico brille más o menos a medida que se aleja o se acerca al oro. Debido a que estos pequeños movimientos se pueden detectar fácilmente rastreando los cambios en el brillo del punto cuántico, se pueden usar para revelar, por ejemplo, la presencia de una sustancia química particular que se une selectivamente al rectángulo de ADN. Sin embargo, conseguir que funcione correctamente es complicado, dice Alex Liddle de NIST.

"Un punto cuántico es muy sensible a la distancia entre él y el oro, así como el tamaño, número y disposición de las partículas de oro, "dice Liddle, científico del Centro NIST de Ciencia y Tecnología a Nanoescala. "Estos factores pueden aumentar su fluorescencia, enmascararlo o cambiar la duración de su brillo. Queríamos una forma de medir estos efectos, que nunca se había hecho antes ".

Liddle y sus colegas hicieron varios grupos de rectángulos de ADN, cada uno con una configuración diferente de puntos cuánticos y partículas de oro en una solución. Usando un láser como foco, el equipo pudo seguir el movimiento de los rectángulos de ADN individuales en el líquido, y también podría detectar cambios en la vida útil fluorescente de los puntos cuánticos cuando estaban cerca de partículas de oro de diferentes tamaños. También demostraron que podían predecir exactamente la vida útil de la fluorescencia del punto cuántico dependiendo del tamaño de las nanopartículas de oro cercanas.

Si bien su técnica de rastreo consumía mucho tiempo, Liddle dice que la fuerza de sus resultados les permitirá diseñar los puntos para que tengan una vida útil específica deseada. Es más, el éxito de su método de seguimiento podría conducir a mejores métodos de medición.

"Nuestros principales objetivos para el futuro, "concluye, "son construir mejores sensores a nanoescala utilizando este enfoque y desarrollar la metrología necesaria para medir su desempeño".