science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Onderzoeksteam produceert nieuwe nanosheets voor nabij-infraroodbeeldvorming

Egyptisch blauw:uit dit poeder haalden de onderzoekers de nanosheets. Krediet:Universiteit van Göttingen

Egyptisch blauw is een van de oudste door de mens gemaakte kleurpigmenten. Het siert, bijvoorbeeld, de kroon van de wereldberoemde buste van Nefertiti. Maar het pigment kan nog meer. Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Dr. Sebastian Kruss van het Instituut voor Fysische Chemie aan de Universiteit van Göttingen heeft een nieuw nanomateriaal geproduceerd op basis van het Egyptische blauwe pigment, die bij uitstek geschikt is voor toepassingen in beeldvorming met behulp van nabij-infraroodspectroscopie en microscopie. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Microscopie en optische beeldvorming zijn belangrijke instrumenten in fundamenteel onderzoek en medische biologie. Ze gebruiken stoffen die bij opwinding licht kunnen afgeven. Bekend als "fluoroforen", deze stoffen worden gebruikt om zeer kleine structuren in monsters te kleuren, waardoor een duidelijke resolutie mogelijk is met behulp van moderne microscopen. De meeste fluoroforen schijnen in het lichtbereik dat zichtbaar is voor mensen. Bij gebruik van licht in het nabij-infraroodspectrum, met een golflengte vanaf 800 nanometer, licht dringt nog dieper door in het weefsel en er zijn minder vervormingen in het beeld. Tot dusver, echter, er zijn slechts een paar bekende fluoroforen die in het nabij-infraroodspectrum werken.

Het onderzoeksteam is er nu in geslaagd om extreem dunne lagen te exfoliëren van korrels calciumkopersilicaat, ook bekend als Egyptisch blauw. Deze nanosheets zijn 100, 000 keer dunner dan een mensenhaar en fluoresceren in het nabij-infraroodbereik. "We hebben kunnen laten zien dat zelfs de kleinste nanosheets extreem stabiel zijn, helder schijnen en niet bleken, " zegt dr. Sebastian Kruss, "waardoor ze ideaal zijn voor optische beeldvorming."

De wetenschappers testten hun idee voor microscopie in dieren en planten. Bijvoorbeeld, ze volgden de beweging van individuele nanosheets om mechanische processen en de structuur van het weefsel rond celkernen in de fruitvlieg te visualiseren. In aanvulling, ze integreerden de nanosheets in planten en konden ze zelfs zonder een microscoop identificeren, die toekomstige toepassingen in de landbouwsector belooft. "Het potentieel voor ultramoderne microscopie van dit materiaal betekent dat in de toekomst nieuwe bevindingen in biomedisch onderzoek kunnen worden verwacht, ' zegt Krus.

Nabij-infraroodbeeld van nanosheets uit een plant. Krediet:Universiteit van Göttingen