Il grafene come metodo di studio delle molecole
Il grafene come metodo di studio delle molecole
Un gruppo di ricercatori del Bionanophotonics Systems Laboratory del Politecnico di Losanna, guidati da Daniel Rodrigo, e colleghi dell'Institute of Photonic Sciences di Barcellona, in Spagna, hanno realizzato grazie al grafene un sensore molecolare riconfigurabile,descritto su "Science", che ha raggiunto una sensibilità senza precedenti.
Il dispositivo si fonda sulla tecnica della spettroscopia ad assorbimento infrarosso, che nella sua versione convenzionale studia le proprieà delle molecole e i loro diversi stati di vibrazione in risposta all'assorbimento di una radiazione luminosa nello spettro dell'infrarosso appunto. Poiché ogni molecola ha una sua frequenza di vibrazione caratteristica, proprio come la corda di una chitarra, la sua natura può essere identificata illuminandola con luce di lunghezza d'onda opportuna e rilevando la radiazione che riemette, che rappresenta una firma unica della sua struttura.
Quando però le molecole sono di dimensioni nanometriche, cioè dell'ordine del miliardesimo di metro, questo metodo non può essere usato perché troppo impreciso. Se però la molecola viene legata a un foglio di grafene, l'inconveniente si può superare agevolmente.
Per ottenere questo risultato, lo strato di grafene deve essere opportunamente preparato. Rodrigo e colleghi hanno innanzitutto bombardato il campione con un fascio di elettronico e disegnato sulla sua superficie nanostrutture con ioni ossigeno. Una volta che la luce incide sul campione, queste strutture forzano gli elettroni del grafene a oscillare in modo da creare risonanze di superficie che concentrano la luce su punti molto mirati, con dimensioni simili a quelle delle molecole da studiare.
Una volta però che la molecola da analizzare viene legata al grafene e investita dalla radiazione luminosa, la sua risposta può essere molto complessa, perché è la risultante delle vibrazioni di tutti gli atomi che la compongono. Per decifrare questa selva di diverse frequenze, al grafene viene applicata una tensione elettrica regolabile dagli sperimentatori: la molecola ne viene influenzata e può così essere testata in diverse condizioni.
"Abbiamo verificato l'efficacia di questo metodo su proteine legate al grafene, ottenendo una descrizione completa della molecola", ha spiegato Hatice Altug, coautore dello studio. "Possiamo già prevedere numerose applicazioni del nostro dispositivo. Noi ci siamo concentrati su biomolecole, ma il dispositivo va altrettanto bene per studiare polimeri e molte altre sostanze".
fonte : le scienze
vedi anche : batteria alluminio-grafene
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