(Phys.org) —Les alliages comme le bronze et l'acier ont été transformationnels pendant des siècles, produisant des machines haut de gamme nécessaires à l'industrie. Alors que les scientifiques s'orientent vers la nanotechnologie, cependant, l'accent s'est déplacé vers la création d'alliages à l'échelle nanométrique, produisant des matériaux avec des propriétés différentes de leurs prédécesseurs.

Maintenant, des recherches menées à l'Université de Pittsburgh démontrent que les alliages à l'échelle nanométrique possèdent la capacité d'émettre une lumière si brillante qu'ils pourraient avoir des applications potentielles en médecine. Les résultats ont été publiés dans le Journal de l'American Chemical Society .

"Nous démontrons des alliages qui sont parmi les plus brillants, espèces émettrices de lumière proche infrarouge connues à ce jour. Ils sont 100 fois plus lumineux que ce qui est utilisé actuellement, " dit Jill Millstone, chercheur principal de l'étude et professeur adjoint de chimie à la Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences de Pitt. « Pensez à une particule qui non seulement aidera les chercheurs à détecter le cancer plus tôt, mais qui servira à traiter la tumeur, trop."

Dans le journal, Millstone présente des alliages avec des propriétés radicalement différentes qu'auparavant, y compris l'émission de lumière dans le proche infrarouge (NIR), en fonction de leur taille, forme, et la chimie de surface. Le NIR est une région importante du spectre lumineux et fait partie intégrante de la technologie trouvée dans les milieux scientifiques et médicaux, dit Millstone. Elle utilise un pointeur laser comme exemple.

"Si vous placez votre doigt sur un laser rouge [qui est proche de la région de lumière NIR du spectre], vous verrez la lumière rouge briller à travers. Cependant, si vous faites de même avec un laser vert [lumière dans la région visible du spectre], votre doigt le bloquera complètement, " a déclaré Millstone. " Cet exemple montre comment le corps peut bien absorber la lumière visible mais n'absorbe pas aussi bien la lumière rouge. Cela signifie que l'utilisation d'émetteurs NIR pour visualiser les cellules et, finalement des parties du corps, est prometteur pour les diagnostics mini-invasifs."

En outre, La démonstration de Millstone est unique en ce qu'elle a pu montrer, pour la première fois, une composition réglable en continu pour les alliages de nanoparticules; cela signifie que le rapport des matériaux peut être modifié en fonction des besoins. Dans les études métallurgiques traditionnelles, les matériaux tels que les aciers peuvent être hautement adaptés à l'application, dire, pour une aile d'avion contre une marmite. Cependant, les alliages à l'échelle nanométrique suivent des règles différentes, dit Millstone. Parce que les nanoparticules sont si petites, les composants ne restent souvent pas ensemble et se séparent rapidement, comme l'huile et le vinaigre. Dans son papier, Millstone décrit l'utilisation de petites molécules organiques pour "coller" un alliage en place, pour que les deux composants restent mélangés. Cette stratégie a conduit à la découverte de la luminescence NIR et ouvre également la voie à d'autres types d'alliages de nanoparticules utiles non seulement en imagerie, mais dans des applications comme la catalyse pour la conversion à l'échelle industrielle de combustibles fossiles en produits chimiques fins.

Millstone dit que prises ensemble, ces observations fournissent une nouvelle plate-forme pour étudier les origines structurelles de la photoluminescence des petites nanoparticules métalliques et de la formation d'alliages en général. Elle pense que ces études devraient conduire directement à des applications dans des domaines d'intérêt national comme la santé et l'énergie.