(PhysOrg.com) -- Stephan Link veut comprendre comment les nanomatériaux s'alignent, et le dernier travail de son laboratoire est un pas dans la bonne direction.

Le groupe de l'université Rice de Link a trouvé un moyen d'utiliser des nanotiges d'or comme capteurs d'orientation en combinant leurs propriétés plasmoniques avec des techniques d'imagerie de polarisation.

Cela pourrait permettre de voir et peut-être de suivre des nanoparticules uniques sur de longues périodes. Cela donnerait aux chercheurs de nouvelles informations sur les matériaux, y compris les systèmes vivants, qui les intègrent.

"Avec une particule sphérique, vous n'avez aucune information sur son orientation, " dit Link, professeur adjoint de chimie et de génie électrique et informatique à Rice. "Nous voulions voir si nous pouvions déterminer l'orientation des nanotiges, et finalement, nous aimerions pouvoir mesurer l'orientation de l'environnement dans lequel ils se trouvent. Nous pensons que cette technique pourrait être vraiment utile pour cela.

Relier, auteur principal Wei-Shun Chang, un chercheur scientifique sur le riz, et leurs collaborateurs ont rendu compte de leurs résultats cette semaine dans l'édition en ligne du Actes de l'Académie nationale des sciences .

Voir une seule nanoparticule n'est pas nouveau. Un microscope à effet tunnel (STM) peut capturer des images de particules jusqu'à quelques nanomètres; les particules marquées avec des molécules fluorescentes peuvent être vues aussi longtemps que les fluorophores sont actifs. Link a utilisé cette dernière méthode pour montrer des nanocars roulant à température ambiante l'année dernière.

Mais il y a des problèmes avec chacune de ces techniques. Les STM voient très bien les nanotubes ou les points quantiques tant qu'ils sont plus ou moins isolés sur une surface conductrice. Mais à l'état sauvage, les particules se perdraient dans le fouillis de tout ce que le microscope voit. Et tandis que les fluorophores peuvent aider à sélectionner des particules dans la foule, ils peuvent se détériorer en aussi peu que 30 secondes, ce qui limite leur utilité.

Les nanotiges d'or peuvent être "éclairées" à volonté. Les lasers à des longueurs d'onde particulières excitent les plasmons de surface qui absorbent l'énergie et émettent une signature thermique qui peut être détectée par un laser sonde. Parce que les plasmons sont fortement polarisés sur la longueur d'un nanotige, lire le signal tout en tournant la polarisation du laser indique aux chercheurs précisément comment la tige est orientée.

Une photo au microscope électronique du nouveau document montre des nanotiges d'environ 75 nanomètres de long et 25 nanomètres de large sur une lame de verre à des angles de 90 degrés les unes par rapport aux autres. Une image photothermique adjacente les montre comme des taches pixélisées. Les bavures sont les plus fortes lorsque la polarisation laser s'aligne dans le sens de la longueur avec les nanotiges, mais ils disparaissent lorsque la polarisation laser et les tiges sont déphasées de 90 degrés.

"Avec la plasmonique, vous avez toujours deux propriétés :l'absorption et la diffusion, " dit Link. " Selon la taille, l'un ou l'autre domine. Ce qui est unique, c'est qu'il est maintenant possible de faire les deux sur la même structure ou de le faire individuellement - nous ne pouvons donc mesurer que l'absorption ou uniquement la diffusion."

Les nanotiges beaucoup plus petites que 50 nanomètres ne sont pas détectables par certaines méthodes de diffusion, Lien a dit, mais la détection photothermique devrait fonctionner avec des particules métalliques aussi petites que cinq nanomètres; cela les rend utiles pour des applications biologiques. "Ces nanobâtonnets d'or sont biocompatibles. Ils ne sont pas toxiques pour les cellules, " dit Chang, notant leur similitude avec les nanocoquilles d'or actuellement dans les essais de thérapie contre le cancer humain basés sur les recherches des scientifiques de Rice Naomi Halas et Jennifer West.

« Notre travail est plus axé sur les fondamentaux, " Link a dit de la nature fondamentale de la recherche de son groupe. " Peut-être pouvons-nous optimiser les conditions, et puis un médecin ou quelqu'un qui conçoit une sonde peut le prendre à partir de là.

"Notre place est un peu plus loin dans la chaîne de développement. J'en suis content."