La détection des nanopores par impulsions résistives est basée sur l'idée que de petits changements dans le courant traversant un nanopore (vert, à gauche) peut être utilisé pour en savoir plus sur les molécules contenues à l'intérieur. Les chercheurs ont pu piéger des amas d'or à l'échelle nanométrique avec différents agents protecteurs (ligands) et ces ligands se déplaceraient autour du noyau d'or, donnant lieu à des étapes actuelles complexes. Crédit :VCU
Des chercheurs du département de physique de la Virginia Commonwealth University ont découvert qu'une technique connue sous le nom de détection des nanopores peut être utilisée pour détecter des changements subtils dans les amas, ou des morceaux de matière extrêmement petits qui sont plus gros qu'une molécule mais plus petits qu'un solide.
"Les nanopores agissent comme des capteurs de volume extrêmement petit qui sont de l'ordre de quelques nanomètres de côté, " dit Joseph Reiner, Doctorat., professeur agrégé de biophysique expérimentale et de nanosciences au Collège des sciences humaines. "Cette échelle de taille nous permet d'observer quand l'amas change de taille par une seule molécule de ligand. La capacité de détecter ces changements en temps réel - au fur et à mesure qu'ils se produisent - sur une seule particule d'amas est la chose nouvelle et excitante ici."
La découverte est décrite dans un article, "Changements structurels induits par des ligands de nanoclusters d'or coiffés de thiolate observés avec la détection de nanopores à impulsions résistives, " par Reiner et le professeur de physique Massimo F. Bertino, Doctorat., avec les étudiants VCU Bobby Cox, Peter Wilkerson et Patrick Woodworth, publié dans le Journal de l'American Chemical Society .
"C'est nouveau car il n'y a vraiment pas beaucoup de façons de détecter ces changements sur une seule particule en temps réel, " Reiner a déclaré. "Cela ouvre la porte à l'observation de toutes sortes de phénomènes intéressants sur les nanosurfaces, qui est un domaine d'un grand intérêt pour de nombreux chimistes dans les domaines de la recherche appliquée et pure."
La recherche apporte un éclairage nouveau sur l'activité des clusters, qui sont des objets extrêmement réactifs et considérés comme intéressants pour la catalyse, ou l'accélération d'une réaction chimique par un catalyseur.
"Comprendre comment les molécules se comportent sur un nanocluster aide [notre] compréhension de leurs propriétés catalytiques, " dit Bertino. " A ce jour, les gens pensaient que les molécules étaient en quelque sorte stationnaires sur les surfaces des amas. Nos expériences montrent que les molécules, au lieu, changer leur configuration et leur position à un rythme très rapide. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour la chimie de ces choses."
Les découvertes de l'équipe pourraient conduire à de nouvelles découvertes passionnantes, dit Bertino.
« Il y a plusieurs voies possibles qui s'ouvrent maintenant. L'une consiste à examiner la croissance des grappes. Personne n'a une bonne compréhension de la façon dont ces choses naissent. Une autre est d'aider à régler leurs propriétés, " a-t-il dit. " A ce jour, les gens cultivent ces choses et les rendent réactifs, mais il n'est pas toujours clair comment cela se produit. Essentiellement, des fléchettes sont lancées sur le problème et on espère que l'une d'elles colle. Ce travail nous permet de regarder un seul cluster d'une taille bien définie et nous permet de jouer avec lui en faisant varier un paramètre à la fois."
En observant mieux ces clusters et leur comportement, les chercheurs espèrent mieux comprendre comment les catalyseurs pourraient être améliorés pour une découverte et une synthèse de médicaments plus efficaces.
