Peng Zhang está entusiasmado con el oro, y tú también deberías estarlo. En particular, está emocionado por nanogold, estructuras de un puñado de átomos que miden sólo unos pocos nanómetros de diámetro. Zhang, investigador de la Universidad de Dalhousie, y usuario de sincrotrón de fuente de luz canadiense, tiene un conocimiento único del potencial que tienen los nano-oro en biomedicina y más allá.

Por una cosa, el oro es esencialmente no tóxico. A diferencia de otros metales, la gente puede comerlo con chocolate, y como señala Zhang, "Incluso puedes beber oro, e incluso puedes encontrar ciertos alcoholes con oro en ellos ".

También es increíblemente estable. No se oxida ya que su forma oxidada u oxidada es menos estable que el oro sin adulterar. Las juntas del puente en descomposición y el Lady Liberty verde hablan de lo raro que es un metal estable.

Combinar esas dos propiedades en biomedicina significa que puede usar oro sin preocuparse de que el tratamiento pierda su efectividad o lastime al paciente.

El equipo de Zhang cree que el nano oro podría ser una buena opción como agente catalizador, algo que acelera otras reacciones sin agotarse. Debido al tamaño extremadamente pequeño de los nanogrados, Recientemente se descubrió que eran catalizadores eficientes para convertir gases tóxicos en no tóxicos.

Más, La increíble estabilidad de nanogold le da una ventaja sobre otros catalizadores a base de metales, que tienden a tener una vida más corta.

Para aprovechar el potencial del nano oro, los investigadores tienen que dar sentido a sus estructuras y comportamientos, que son en muchos aspectos completamente diferentes de los típicos trozos de oro.

Lo que trae a colación otra forma en la que el oro es único:no puede usar las mismas técnicas que usaría para estudiarlo como lo haría con otros elementos comunes como el carbono o el nitrógeno. En lugar de, los investigadores confían en la espectroscopia basada en rayos X, específicamente XAS (espectroscopia de absorción de rayos X) y XPS (espectroscopia de fotoelectrones de rayos X), técnicas disponibles en varias líneas de luz CLS y sus líneas de luz asociadas en los EE. UU.

Zhang ha estado usando el CLS para su investigación desde que él mismo era estudiante, bajo el investigador fundador de CLS, TK Sham. Desde entonces, la instalación se ha convertido en un destino para él tanto por las relaciones que ha construido como por la excelencia de sus técnicas disponibles.

"Cuando necesitamos rayos X de baja energía, siempre acudimos al CLS. El sincrotrón canadiense es particularmente bueno en técnicas de rayos X de baja energía, "Explicó Zhang.

Usando estas técnicas de sincrotrón, El equipo de investigación de Zhang puede modelar con precisión la estructura electrónica de los nanoclusters, observando variaciones en la estructura y propiedades de los grupos causadas por cambios de uno o dos átomos.

Que variaciones tan minúsculas en realidad causaran cambios en el comportamiento electrónico del oro fue algo sorprendente. Por una cosa, Los investigadores solo recientemente han podido producir nanoclusters de oro de manera confiable con un número específico de átomos, haciendo que las observaciones específicas sean exasperantemente difíciles de conseguir.

Por otro, la mayoría de las aplicaciones de nanotecnología tratarían las variaciones de un par de átomos en un grupo como una variación insignificante.

No es así para los cúmulos de oro con unas pocas decenas de átomos. Un grupo de 36 átomos de oro tiene una estructura completamente diferente a un grupo de 38 átomos, con densidades de electrones muy diferentes, haciendo que cada uno sea apropiado para diferentes tipos de reacciones catalíticas.

"Fue una gran sorpresa para nosotros, y es útil, porque si adaptas la composición, puede controlar las propiedades de manera muy eficiente, "Dijo Zhang.

Solo aprovechando nuevas técnicas para producir muestras increíblemente uniformes de grupos de oro de un solo tamaño y observando sus propiedades y estructuras individuales, el laboratorio de Zhang pudo comenzar a catalogar la variedad de propiedades de esta nano maravilla. A este respecto, Colaboradores de Zhang, como Rongchao Jin de la Universidad Carnegie Mellon, puede alcanzar una pureza superior al 99% para los racimos de oro.

A medida que el equipo continúa explorando cómo pueden adaptar y perfeccionar las nanoestructuras de oro, también están buscando formas de aprovechar otros metales nobles en combinación con el oro. Plata y platino, ambos metales valiosos y con un interesante potencial médico y catalítico por derecho propio, podría revelar un nuevo potencial utilizando las técnicas analíticas utilizadas por el equipo de Zhang.

A continuación, Zhang planea investigar compuestos de oro y metal, para comprender cómo funcionan estas estructuras. El equipo también mantiene su compromiso de examinar posibles aplicaciones biomédicas para su trabajo. en colaboración con investigadores biomédicos de la Universidad de Dalhousie y el Hospital de enfermería de Halifax.