Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Popular

Ilmuwan menemukan fenomena tertunda dalam tabung nano karbon – ScienceDaily


Nanotube karbon yang berpendar tidak lagi mengejutkan. Menemukan fluoresensi tingkat kedua mengejutkan dan berpotensi berguna.

Bagaimana cara kerjanya? Menunggu untuk itu.

Laboratorium Universitas Rice dari Bruce Weisman, seorang profesor kimia yang memimpin penemuan perintis fluoresensi tabung nano pada tahun 2002, menemukan bahwa tabung nano berdinding tunggal memancarkan fluoresensi sekunder yang tertunda ketika dipicu oleh proses beberapa langkah dalam larutan dengan molekul pewarna dan oksigen terlarut.

Penundaannya hanya mikrodetik, tetapi cukup untuk dideteksi dengan sedikit usaha.

Proses kompleks ini dirinci oleh Weisman, penulis utama dan alumni Rice Ching-Wei Lin, dan ilmuwan riset Sergei Bachilo di Jurnal American Chemical Society.

Reaksi dimulai ketika cahaya mengeluarkan larutan yang mengandung pewarna yang disebut rose bengal. Molekul oksigen terlarut dalam larutan menangkap energi dari pewarna, membentuk bentuk O2 yang berenergi. Ini kemudian mentransfer energinya ke nanotube, di mana eksiton – kuasipartikel yang terbuat dari elektron dan lubang elektron – dihasilkan dalam keadaan triplet mereka. Dengan sedikit tambahan energi panas, eksitasi tersebut dipromosikan ke status singlet energi lebih tinggi yang memancarkan fluoresensi yang diamati.

“Selama beberapa tahun, kami telah mengamati efek menarik yang melibatkan nanotube dan oksigen,” kata Weisman. “Kami telah menemukan cukup banyak hal yang dapat terjadi, dari efek fisik seperti transfer energi ini atau pendinginan fluoresensi yang dapat dibalik, hingga pemicu reaksi kimia antara tabung nano dan DNA. Jadi penelitian ini adalah bagian dari program eksplorasi yang lebih besar. . “

Kemampuan mereka untuk merangsang molekul oksigen terlarut mendorong para peneliti untuk melihat bagaimana hal itu akan mempengaruhi nanotube yang berdekatan, kata Weisman.

“Kami membuat oksigen singlet dengan menarik molekul pewarna dengan cahaya tampak, dan kemudian oksigen menonaktifkan pewarna dan tereksitasi sendiri,” katanya. “Ide itu berawal dari beberapa dekade dalam fotofisika dan sangat konvensional. Yang tidak biasa di sini adalah bahwa oksigen singlet berinteraksi dengan nanotube untuk secara langsung membuat eksitasi triplet-state di dalam tabung. Keadaan triplet itu cukup sulit dipahami.

“Bentuk triplet molekul organik adalah keadaan tereksitasi yang berumur paling lama,” kata Weisman. “Masa hidup mereka lipat lebih besar daripada keadaan tereksitasi singlet, sehingga mereka bisa bertahan cukup lama untuk menabrak sesuatu yang lain dan menjalani reaksi kimia.

“Tapi karena status nanotube triplet tidak memancarkan cahaya atau langsung menyerap cahaya dengan baik, mereka sulit untuk dipelajari dan tidak terlalu banyak yang diketahui tentang mereka,” katanya. “Yang kami lakukan adalah mencoba memahami mereka sedikit lebih baik.”

Memicu fluoresensi masih membutuhkan langkah ekstra. “Hanya dengan agitasi termal acak di sekitar mereka, orang-orang ini terkadang dapat mencapai kondisi singlet terang, dan kemudian mereka dapat memberi tahu Anda bahwa mereka ada di sana dengan mengeluarkan foton,” kata Weisman.

Karena keadaan triplet dapat bertahan 10 mikrodetik atau lebih, emisi yang diubah tersebut disebut fluoresensi tertunda.

Para peneliti harus menemukan cara untuk mendeteksi efek yang relatif lemah di tengah fluoresensi primer nanotube yang terang. “Ini seperti mencoba melihat objek redup setelah dibutakan oleh lampu kilat kamera yang terang,” kata Weisman. “Kami harus merancang beberapa instrumentasi khusus.”

Satu perangkat “pada dasarnya adalah rana mekanis cepat” yang menutupi spektrometer inframerah gelombang pendek (SWIR) selama lampu kilat terang dan kemudian dengan cepat terbuka, semacam kamera mundur yang beralih dari tertutup menjadi terbuka dalam tujuh mikrodetik. Perangkat lainnya, katanya, adalah detektor sensitif yang dipicu dengan sinyal elektronik dan mengukur bagaimana emisi lemah memudar seiring waktu. “Sistem ini sama-sama dibangun oleh Ching-Wei, seorang eksperimentalis hebat,” katanya.

Weisman dan rekannya telah menggunakan fluoresensi nanotube dalam teknologi pencitraan medis dan smart skin berbasis nanotube untuk mengukur ketegangan pada permukaan, di antara aplikasi lainnya. Dia mengatakan penemuan baru pada akhirnya dapat menemukan jalannya ke dalam optoelektronik dan energi matahari.

“Tidak ada langkah langsung di mana seseorang akan membaca ini dan membuat perangkat baru yang lebih efisien,” kata Weisman. “Tapi pengetahuan mendasar tentang proses dan properti ini adalah fondasi di mana teknologi baru dibangun.”

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>