Les chercheurs ont maintenant réussi à déterminer ce qui se passe lorsque la lumière est absorbée par des nanoamas extrêmement petits d'atomes d'argent. Les résultats peuvent avoir une application utile dans le développement de biocapteurs et en imagerie.
En combinant chimie et nanotechnologie, la communauté des chercheurs a développé ces dernières années une sorte de nanoclusters extrêmement petits constitués de seulement quelques atomes de métaux nobles liés à un fragment d'ADN. De tels complexes présentent un intérêt majeur en raison de leurs propriétés optiques. Ils sont considérés comme ayant un grand potentiel, par exemple, dans les applications d'imagerie et le développement de biocapteurs. Les balises fluorescentes et les biocapteurs constitués de ces nanoclusters d'argent peuvent être utilisés dans de nombreux domaines différents, du diagnostic médical et de l'industrie pharmaceutique.
Différents types de molécules sont utilisés dans les biocapteurs et les marqueurs fluorescents d'aujourd'hui, mais il y a plusieurs raisons d'explorer la possibilité d'utiliser également des nanoclusters d'atomes d'argent. Un avantage majeur de ces nanoclusters est qu'ils absorbent très efficacement la lumière. Un autre avantage est qu'ils ne sont pas toxiques. Par ailleurs, les nanoclusters sont très photostables, C'est, ils ne subissent pas de modifications chimiques lorsqu'ils sont exposés au soleil.
"Nous savons vraiment très peu de choses sur ces nanoclusters. Jusqu'à présent, personne n'a mesuré les niveaux d'énergie en eux", dit Donatas Zigmantas, professeur agrégé à l'Université de Lund en Suède.
Dans une nouvelle étude, lui et son collègue Erling Thyrhaug, avec des chercheurs de l'Université de Copenhague, ont donc étudié des nanoclusters constitués de 20 atomes d'argent. Pour la première fois, les chercheurs ont réussi à mesurer les niveaux d'énergie exacts et ont identifié que le flux d'énergie ultrarapide est lié aux changements structurels qui se produisent lorsque la lumière excite ces nanoclusters. Le processus est incroyablement rapide. Cela se produit en moins d'un millionième de millionième de seconde.
« Dans notre étude, nous montrons comment la relaxation du nanocluster excité à travers les niveaux d'énergie est liée aux mouvements des atomes dans le nanocluster. Ce type de dynamique n'a jamais été démontré auparavant dans un nanocluster métallique", dit Donatas Zigmantas.
Les résultats de l'étude actuelle fournissent une connaissance des propriétés de base du monde intérieur du nanocluster de métal noble qui, selon les chercheurs, à long terme sera utile au développement de produits relatifs à la fois aux biocapteurs et à la microscopie. Les résultats peuvent également contribuer à une compréhension plus approfondie des mécanismes de transfert d'énergie, impliquant des mouvements à la fois des électrons et des noyaux, qui sont essentiels pour une capture efficace de la lumière par les systèmes photosynthétiques naturels ainsi que les cellules solaires.
