Un team di ricerca della Northwestern University è il primo a catturare in video nanoparticelle organiche che collidono e si fondono insieme. Questa visione senza precedenti della "chimica in movimento" aiuterà i nanoscienziati nord-occidentali a sviluppare nuovi metodi di somministrazione di farmaci e dimostrerà ai ricercatori di tutto il mondo come una tecnica di imaging emergente apre una nuova finestra su un mondo molto piccolo.

Questo è un raro esempio di particelle in movimento. Le dinamiche ricordano due bolle che si uniscono e si fondono in una:prima si uniscono e hanno una membrana tra di loro, ma poi si fondono e diventano una bolla più grande.

"Avevo un'immagine nella mia mente, ma la prima volta che ho visto queste nanoparticelle fondenti in bianco e nero è stato fantastico, " ha detto il professor Nathan C. Gianneschi, che ha guidato lo studio interdisciplinare e lavora all'incrocio tra nanotecnologie e biomedicina.

"Per me, è letteralmente una finestra che si apre su questo mondo che hai sempre saputo essere lì, ma ora ne hai finalmente un'immagine. Lo paragono alla prima volta che ho visto le lune di Giove attraverso un telescopio. Niente è paragonabile al vedere davvero, " Egli ha detto.

Gianneschi è Jacob and Rosaline Cohn Professor nel dipartimento di chimica del Weinberg College of Arts and Sciences e nei dipartimenti di scienza e ingegneria dei materiali e di ingegneria biomedica della McCormick School of Engineering.

Lo studio, che include video di diversi eventi di fusione di nanoparticelle, sarà pubblicato il 17 novembre dal Giornale della Società Chimica Americana .

Il team di ricerca ha utilizzato la microscopia elettronica a trasmissione di cellule liquide per visualizzare direttamente come le nanoparticelle a base di polimeri, o micelle, che il laboratorio di Gianneschi sta sviluppando per curare il cancro e gli infarti cambiano nel tempo. La nuova potente tecnica ha consentito agli scienziati di osservare direttamente la trasformazione delle particelle e caratterizzarne le dinamiche.

"Possiamo vedere a livello molecolare come la materia polimerica si riorganizza quando le particelle si fondono in un oggetto, " ha detto Lucas R. Parent, primo autore dell'articolo e Postdoctoral Fellow del National Institutes of Health nel gruppo di ricerca di Gianneschi. "Questo è il primo studio di molti a venire in cui i ricercatori utilizzeranno questo metodo per esaminare tutti i tipi di fenomeni dinamici nei sistemi di materiali organici su scala nanometrica".

Nello studio nordoccidentale, le particelle organiche nell'acqua rimbalzano l'una sull'altra, e alcuni si scontrano e si fondono, subendo una trasformazione fisica. I ricercatori catturano l'azione facendo brillare un fascio di elettroni attraverso il campione. Le minuscole particelle, le più grandi hanno solo circa 200 nanometri di diametro, proiettano ombre che vengono catturate direttamente da una telecamera sottostante.

"Abbiamo osservato il comportamento della fusione classica su scala nanometrica, "disse Gianneschi, un membro dell'International Institute for Nanotechnology della Northwestern. "Catturare i processi fondamentali di crescita ed evoluzione di queste particelle in movimento ci aiuterà immensamente nel nostro lavoro con i materiali sintetici e le loro interazioni con i sistemi biologici".

Il documento è intitolato "Osservazione diretta della fusione e della crescita delle micelle in soluzione mediante microscopia elettronica a trasmissione di cellule liquide".