I ricercatori del Dipartimento di Fisica della Virginia Commonwealth University hanno scoperto che una tecnica nota come rilevamento dei nanopori può essere utilizzata per rilevare sottili cambiamenti nei cluster, o pezzi di materia estremamente piccoli che sono più grandi di una molecola ma più piccoli di un solido.

"I nanopori agiscono come sensori di volume estremamente piccoli che sono dell'ordine di pochi nanometri per lato, " disse Joseph Reiner, dottorato di ricerca, professore associato di biofisica sperimentale e nanoscienze presso il College of Humanities and Sciences. "Questa scala di dimensioni ci consente di osservare quando il cluster cambia dimensione di una singola molecola di ligando. La capacità di rilevare questi cambiamenti in tempo reale, mentre accadono, a una singola particella di cluster è la cosa nuova ed eccitante qui".

La scoperta è descritta in un documento, "Cambiamenti strutturali indotti dal ligando di nanocluster d'oro ricoperti di tiolati osservati con il rilevamento di nanopori a impulsi resistivi, " di Reiner e del professore di fisica Massimo F. ​​Bertino, dottorato di ricerca, insieme agli studenti della VCU Bobby Cox, Peter Wilkerson e Patrick Woodworth, pubblicato in Giornale della Società Chimica Americana .

"Questo è nuovo perché non ci sono davvero molti modi per rilevare questi cambiamenti su una singola particella in tempo reale, " Ha detto Reiner. "Questo apre la porta per osservare tutti i tipi di fenomeni interessanti su nanosuperfici, che è un'area di grande interesse per molti chimici sia nel campo della ricerca applicata che in quella pura."

La ricerca getta nuova luce sull'attività dei cluster, che sono oggetti estremamente reattivi e sono considerati interessanti per la catalisi, o l'accelerazione di una reazione chimica da parte di un catalizzatore.

"Capire come si comportano le molecole su un nanocluster aiuta la [nostra] comprensione delle loro proprietà catalitiche, — disse Bertino. — Ad oggi, la gente pensava che le molecole fossero stazionarie sulle superfici dei cluster. I nostri esperimenti mostrano che le molecole, Invece, cambiare la loro configurazione e posizione a un ritmo molto veloce. Questo apre nuove prospettive per la chimica di queste cose".

Le scoperte del team potrebbero portare a nuove entusiasmanti scoperte, disse Bertino.

"Ci sono diversi possibili vicoli che si aprono ora. Uno è guardare alla crescita dei grappoli. Nessuno ha una buona comprensione di come queste cose nascono. Un altro è aiutare a mettere a punto le loro proprietà, " ha detto. "Ad oggi, le persone coltivano queste cose e le rendono reattive, ma non è sempre chiaro come ciò avvenga. Essenzialmente, vengono lanciate freccette al problema e si spera che una di esse si attacchi. Questo lavoro ci consente di esaminare un singolo cluster di dimensioni ben definite e ci permette di pasticciarlo variando un parametro alla volta".

Osservando meglio questi cluster e come si comportano, i ricercatori sperano di ottenere una migliore comprensione di come i catalizzatori potrebbero essere migliorati per la scoperta e la sintesi di farmaci più efficienti.