I ricercatori dell'Università di Göttingen hanno sviluppato un nuovo metodo che sfrutta le proprietà insolite del grafene per interagire elettromagneticamente con molecole fluorescenti (emettitrici di luce). Questo metodo consente agli scienziati di misurare otticamente distanze estremamente piccole, nell'ordine di 1 ångström (un decimiliardesimo di metro) con elevata precisione e riproducibilità per la prima volta. Ciò ha permesso ai ricercatori di misurare otticamente lo spessore dei doppi strati lipidici, la sostanza che forma le membrane di tutte le cellule viventi. I risultati sono stati pubblicati in Fotonica della natura .

I ricercatori dell'Università di Göttingen guidati dal professor Enderlein hanno utilizzato un singolo foglio di grafene, solo un atomo di spessore (0,34 nm), per modulare l'emissione di molecole che emettono luce (fluorescente) quando si avvicinano al foglio di grafene. L'eccellente trasparenza ottica del grafene e la sua capacità di modulare nello spazio l'emissione di molecole lo hanno reso uno strumento estremamente sensibile per misurare la distanza delle singole molecole dal foglio di grafene. La precisione di questo metodo è così buona che possono essere risolte anche le più piccole variazioni di distanza di circa 1 Angstrom. Gli scienziati sono stati in grado di dimostrarlo depositando singole molecole sopra uno strato di grafene. Potrebbero quindi determinare la loro distanza monitorando e valutando la loro emissione di luce. Questa modulazione dell'emissione di luce molecolare indotta dal grafene fornisce un "righello" estremamente sensibile e preciso per determinare le posizioni delle singole molecole nello spazio. Hanno usato questo metodo per misurare lo spessore dei singoli doppi strati lipidici che sono costituiti da due strati di molecole di catena di acidi grassi e hanno uno spessore totale di pochi nanometri.

"Il nostro metodo ha un enorme potenziale per la microscopia a super risoluzione perché ci consente di localizzare singole molecole con risoluzione nanometrica non solo lateralmente (come con i metodi precedenti) ma anche con una precisione simile lungo la terza direzione, che consente un vero imaging ottico tridimensionale sulla scala delle lunghezze delle macromolecole, "dice Arindam Ghosh, il primo autore del saggio.

"Questo sarà uno strumento potente con numerose applicazioni per risolvere distanze con precisione sub-nanometrica in singole molecole, complessi molecolari, o piccoli organelli cellulari, " aggiunge il professor Jörg Enderlein, l'autore corrispondente della pubblicazione e responsabile del Terzo Istituto di Fisica (Biofisica) dove si è svolto il lavoro.