(Phys.org) —Leghe come il bronzo e l'acciaio hanno subito trasformazioni per secoli, producendo macchine top di gamma necessarie per l'industria. Mentre gli scienziati si muovono verso la nanotecnologia, però, l'attenzione si è spostata verso la creazione di leghe su scala nanometrica, la produzione di materiali con proprietà diverse dai loro predecessori.

Ora, la ricerca presso l'Università di Pittsburgh dimostra che le leghe su scala nanometrica possiedono la capacità di emettere luce così brillante che potrebbero avere potenziali applicazioni in medicina. I risultati sono stati pubblicati nel Giornale della Società Chimica Americana .

"Dimostriamo leghe che sono tra le più brillanti, specie che emettono luce nel vicino infrarosso fino ad oggi conosciute. Sono 100 volte più luminosi di quelli che vengono utilizzati ora, " ha detto Jill Millstone, ricercatore principale dello studio e assistente professore di chimica presso la Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences di Pitt. "Pensate a una particella che non solo aiuterà i ricercatori a rilevare prima il cancro, ma sarà usata per curare il tumore, pure."

Nella carta, La macina presenta leghe con proprietà drasticamente diverse rispetto a prima, inclusa l'emissione di luce nel vicino infrarosso (NIR), a seconda delle loro dimensioni, forma, e chimica di superficie. Il NIR è una regione importante dello spettro luminoso ed è parte integrante della tecnologia che si trova in ambito scientifico e medico, disse Millstone. Usa un puntatore laser come esempio.

"Se metti il ​​dito su un laser rosso [che è vicino alla regione della luce NIR dello spettro], vedrai brillare la luce rossa. Però, se fai lo stesso con un laser verde [luce nella regione visibile dello spettro], il tuo dito lo bloccherà completamente, " ha detto Millstone. "Questo esempio mostra come il corpo può assorbire bene la luce visibile ma non assorbe anche la luce rossa. Ciò significa che l'utilizzo di emettitori NIR per visualizzare le cellule e, in definitiva parti del corpo, è promettente per la diagnostica minimamente invasiva".

Inoltre, La dimostrazione di Millstone è unica in quanto è stata in grado di mostrare, per la prima volta, una composizione continuamente sintonizzabile per le leghe di nanoparticelle; questo significa che il rapporto dei materiali può essere modificato in base alle necessità. Negli studi metallurgici tradizionali, materiali come gli acciai possono essere altamente adattati all'applicazione, dire, per un'ala di aeroplano contro una pentola. Però, le leghe su scala nanometrica seguono regole diverse, dice Millstone. Poiché le nanoparticelle sono così piccole, i componenti spesso non stanno insieme e invece si separano rapidamente, come olio e aceto. Nella sua carta, Millstone descrive l'uso di piccole molecole organiche per "incollare" una lega in posizione, in modo che i due componenti rimangano mescolati. Questa strategia ha portato alla scoperta della luminescenza NIR e apre anche la strada ad altri tipi di leghe di nanoparticelle utili non solo nell'imaging, ma in applicazioni come la catalisi per la conversione su scala industriale dei combustibili fossili in prodotti della chimica fine.

Millstone afferma che, messe insieme, queste osservazioni forniscono una nuova piattaforma per studiare le origini strutturali della fotoluminescenza delle piccole nanoparticelle metalliche e della formazione di leghe in generale. Ritiene che questi studi dovrebbero portare direttamente ad applicazioni in aree di necessità nazionale come la salute e l'energia.