Naučnici sa Univerziteta u Torontu razvili su izuzetno sjajne nanočestice koje bi mogle da otkrivaju veoma male količine hemijskih materija, ali i da razlikuju molekule koji imaju isti sastav, a drugačiji raspored atoma. Takvi molekuli nazivaju se strukturnim izomerima i često ih nije lako razlikovati uobičajenim metodama analize.
Nova tehnologija zasniva se na takozvanim konverzionim nanočesticama. One primaju infracrveno zračenje, nevidljivo ljudskom oku, a zatim ga pretvaraju u vidljivu svetlost. U ovom slučaju rezultat je izrazito snažan zeleni signal koji se može precizno pratiti odgovarajućim instrumentima.
Istraživači su napravili slojevitu strukturu od litijum-lutecijum-fluorida, u koju su ugrađeni joni iterbijuma i erbijuma. Svaki sloj ima određenu ulogu u prikupljanju, prenošenju i oslobađanju energije. Posebna koncentraciona gradacija omogućava energiji da se kreće u željenom smeru, gotovo poput jednosmernog tunela.
Prema podacima koje je objavio Univerzitet u Torontu, čestice su približno 150 puta sjajnije od verzija bez dodatnih molekula boje. Čak i u poređenju sa optimizovanim konvencionalnim česticama, njihov signal može biti oko 50 puta intenzivniji. Rezultati istraživanja predstavljeni su u stručnom časopisu „Journal of the American Chemical Society“.
Jači signal ne znači samo lepšu laboratorijsku sliku. Što je svetlost intenzivnija, to je moguće registrovati manju količinu materije. To bi jednog dana moglo da pomogne u kontroli kvaliteta hrane, proveri čistoće lekova, praćenju zagađivača u vodi i razvoju medicinske dijagnostike.
Posebno je zanimljiva mogućnost razlikovanja strukturnih izomera. Dva jedinjenja mogu imati potpuno istu hemijsku formulu, ali zbog drugačijeg rasporeda atoma mogu da se ponašaju različito. Jedno može biti korisno, drugo neaktivno, a u pojedinim slučajevima čak i štetno. Brza identifikacija takvih razlika veoma je važna u farmaciji i hemijskoj proizvodnji.
Tehnologija je za sada predstavljena kao dokaz koncepta. To znači da tek treba ispitati koliko će biti pouzdana izvan kontrolisanih laboratorijskih uslova, u složenim uzorcima koji sadrže veliki broj različitih materija.
Ipak, novi pristup pokazuje kako se pažljivim rasporedom materijala na nanometarskom nivou može dobiti rezultat koji ranije nije bio moguć. Umesto da se samo povećava snaga uređaja, naučnici su promenili način na koji energija putuje kroz samu česticu. Upravo bi takva kontrola svetlosti mogla da bude osnova nove generacije osetljivih hemijskih senzora.
S.B.
