Tokyo Üniversitesi’nden araştırmacılar Shinjiro Takano, Yuya Hamasaki ve Tatsuya Tsukuda, altın nanokümelerinin büyüme sürecini ilk aşamalarında görselleştirmeyi başardı. Çalışma sırasında, bilim dünyası için yeni bir yapı olan ‘altın kuantum iğneleri’ keşfedildi.
Yakın kızılötesi ışığa tepki verme özelliğiyle bu nanoyapılar, daha yüksek çözünürlüklü biyomedikal görüntüleme ve daha verimli ışık-enerji dönüşümü için kullanılabilecek potansiyele sahip. Bulgular, Amerikan Kimya Derneği Dergisi’nde yayımlandı.
ALTININ NANOTEKNOLOJİDEKİ ROLÜ
Altın, lüksün simgesi olmasının ötesinde nanoteknolojide eşsiz bir materyal olarak öne çıkıyor. Özellikle 100’den az atomdan oluşan nanokümeler, farklı koşullarda indirgeme yöntemiyle sentezleniyor. Ancak araştırmacılar için en büyük zorluk, bu kümelerin istenen boyut, şekil ve bileşimde üretilebilmesi.
Baş araştırmacı Prof. Tsukuda, çalışmanın amacını şu sözlerle aktardı: “Nanokümelerin oluşum süreci uzun yıllardır bir kara kutu gibiydi. Bu aşamaları anlamak, gelecekte hedef odaklı sentez yöntemleri geliştirmemizi sağlayabilir.”
YENİ YAPILAR ORTAYA ÇIKTI
Araştırma ekibi, farklı sentez koşulları kullanarak altın nanokümelerinin ilk aşamalarındaki geometrik yapıları inceledi. Tek kristal X-ışını kırınımı analizi, kümelerin anizotropik yani farklı yönlerde farklı hızlarda büyüdüğünü ortaya koydu.
Dahası, üçgen trimerler ve tetrahedral tetramerlerden oluşan, kalem şeklinde yeni bir yapı keşfedildi. Araştırmacılar, elektronların burada kuantumlaşmış davranış sergilemesi nedeniyle bu yapıya ‘altın kuantum iğneleri’ adını verdi.
TESADÜFİ BİR BULGU
Prof. Tsukuda, “Çalışmamızda elde ettiğimiz yapısal görüntüler, altın nanokümelerinin oluşum sürecine ışık tuttu. Ancak üç altın atomunun üçgen tabanı üzerinden iğne benzeri yapılar oluşması, tamamen beklenmedik ve tesadüfi bir keşifti” dedi.
Bu bulgu, nanokümelerin nasıl geliştiğine dair bilimsel anlayışı genişletmekle kalmıyor, aynı zamanda gelecekteki uygulamalar için de yeni kapılar aralıyor.
GELECEKTEKİ UYGULAMALA
Araştırmacılar, sentez koşullarını iyileştirerek daha farklı nanoyapılar keşfetmeyi planlıyor. Ayrıca, bu özel yapıların olağanüstü optik özelliklerinden yararlanarak biyomedikal görüntüleme ve enerji teknolojileri gibi alanlarda kullanımına yönelik iş birliklerine açık olduklarını ifade ediyorlar.
Prof. Tsukuda, “Bir sonraki adımımız, bu yapıları daha geniş uygulamalara taşımak olacak” diyerek araştırmanın geleceğine işaret etti.
