Aplikasi potensial berkisar dari pencitraan biomedis hingga konversi energi cahaya.

Peneliti Universitas Tokyo Shinjiro Takano, Yuya Hamasaki, dan Tatsuya Tsukuda secara langsung mencitrakan bagaimana pengaturan geometris atom dalam nanokluser emas berkembang pada tahap pertumbuhan yang paling awal.

Dalam kondisi yang sama, tim juga “menumbuhkan” struktur nanocluster memanjang yang tidak terduga yang mereka beri nama “jarum kuantum emas.” Karena “jarum” ini merespons kuat terhadap cahaya inframerah dekat, mereka dapat memungkinkan pencitraan biomedis yang lebih tajam dan konversi energi cahaya yang lebih efektif. Temuan dilaporkan di Jurnal American Chemical Society.

Emas dapat membangkitkan kemewahan, namun di nanoini adalah bahan vital dalam teknologi modern karena membentuk struktur yang tidak biasa dengan sifat yang berbeda. Nanoclusters emas dengan kurang dari 100 atom biasanya diproduksi dengan mengurangi, yaitu, menambahkan elektron, ion prekursor emas di hadapan ligan pelindung. Meskipun demikian, mencapai kontrol yang tepat atas ukuran, bentuk, dan komposisi tetap sulit.

Membuka “Kotak Hitam” dari Formasi Cluster

“Selama beberapa tahun terakhir,” kata Tsukuda, peneliti utama, “banyak upaya telah dikhususkan untuk memahami korelasi antara struktur dan sifat fisikokimia dari nanokluser. Namun, proses pembentukan dianggap sebagai kotak hitam. Kami memprakarsai proyek ini dengan menargetkan tahap awal untuk pembentukan cluster akan mengarah pada pengembangan baru,” target pembangunan akan mengarah pada pengembangan, “akan mengarah pada pengembangan,” target pembangunan baru, “target pembangunan baru,” target pembangunan, “akan mengarah pada pengembangan,” target baru, “target pembangunan clusing akan mengarah pada pengembangan,” target baru, “target untuk pengembangan,” target baru, “target untuk pengembangan,” target untuk pengembangan, “target untuk pengembangan,” Target New, “Target untuk pengembangan.”

Dengan demikian, para peneliti menetapkan untuk menentukan struktur geometris nanoclusters emas pada tahap awal pembentukannya. Mereka menggunakan kondisi sintesis yang sedikit tidak biasa untuk menjebak nanoclusters pada tahap pertumbuhan pertama. Analisis difraksi sinar-X kristal tunggal, sinar-X untuk senyawa kimia, jika Anda mau, mengungkapkan bahwa nanoclusters emas tumbuh secara anisotropik, pada tingkat yang berbeda dalam arah yang berbeda.

Penemuan jarum kuantum emas

Selain itu, analisis ini mengungkapkan struktur yang sama sekali baru: nanoclusters berbentuk pensil yang terdiri dari trimers segitiga dan tetramer tetramedral. Para peneliti menamai mereka “jarum kuantum emas” karena elektron yang dibatasi dalam nanokluser ini menunjukkan perilaku terkuantisasi, sebuah fenomena kuantum di mana elektron hanya dapat mengambil energi potensial tertentu.

“Kami dapat secara surut menjelaskan proses pembentukan serangkaian nanokluser emas kecil di bawah kondisi sintetis kami yang tidak biasa,” jelas Tsukuda. “Namun, pembentukan jarum dengan pangkal segitiga tiga atom emas, bukan gugus yang hampir bulat adalah temuan kebetulan yang jauh di luar imajinasi kita.”

Snapshot struktural yang diperoleh para peneliti tentang pertumbuhan bertahap dari nanokluster emas sangat berkontribusi pada pemahaman kita tentang mekanisme pembentukan. Namun, Tsukuda sudah memikirkan langkah selanjutnya.

“Kami ingin mengeksplorasi mensintesis nanoclusters unik lainnya dengan memperbaiki kondisi sintesis lebih lanjut. Kami juga ingin berkolaborasi dengan para ahli lain untuk mempromosikan penerapan jarum kuantum emas, memanfaatkan sifat optik yang luar biasa.”

Referensi: “Visualisasi kristalografi sinar-X dari nukleasi dan pertumbuhan anisotropik dalam kelompok emas yang dilindungi tiolat: menuju sintesis target jarum kuantum emas” oleh Shinjiro Takano, Yuya Hamasaki dan Tatsuya Tsukada, 4 September 2025, Jurnal American Chemical Society.
Doi: 10.1021 / jacs.5c11089

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Pencitraan skala atom mengungkapkan bahwa atom chalcogen memainkan peran penting dalam pemasangan Cooper dalam superkonduktor berbasis Fe, menawarkan wawasan baru ke dalam mekanisme superkonduktivitas TC tinggi. Superkonduktivitas dalam bahan kuantum, apakah pemasangan Cooper pada permukaan Fermi dimediasi oleh fonon atau oleh fluktuasi elektronik, pada dasarnya dijelaskan oleh teori Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS). Dalam kerangka kerja ini, superkonduktivitas muncul (…)

RisalahPos.com Network

Sebuah studi mutakhir mengungkapkan bagaimana teknologi pencitraan terahertz (THZ) telah membuka kunci cara baru untuk mengintip di dalam struktur rumit telinga bagian dalam. Menggunakan presisi tingkat mikrometer dan pembelajaran mesin canggih, para peneliti memvisualisasikan koklea mouse dalam detail 3D yang menakjubkan, membuka pintu ke diagnostik non-invasif yang dapat merevolusi pengobatan gangguan pendengaran dan bahkan kanker awal (…)

RisalahPos.com Network

Sebuah tim ilmuwan telah membuka kunci perbatasan baru dalam pencitraan kuantum, menggunakan permukaan metasur nano untuk menghasilkan pasangan foton terjerat dengan resolusi dan tunabilitas yang tak tertandingi. Terobosan ini menghilangkan pemindaian mekanis, membuat sistem pencitraan kuantum yang sangat cepat dan ringkas menjadi kenyataan. Implikasinya membentang dari lidar untuk mengamankan komunikasi, membawa kita lebih dekat ke aplikasi kuantum dunia nyata. Merevolusi (…)

RisalahPos.com Network

Related

Para peneliti dari Institut Fisika Universitas Amsterdam, yang dipimpin oleh Jorik van de Groep, telah mengembangkan metode inovatif untuk mendeteksi tepi gambar dengan kecepatan luar biasa dan konsumsi energi minimal. Temuan mereka baru -baru ini diterbitkan dalam ACS Photonics. Komputasi dengan cahaya karena permintaan untuk daya komputasi terus tumbuh, konsumsi energi telah menjadi (…)

RisalahPos.com Network

Related

TBIRD, sistem komunikasi laser yang dikembangkan oleh Lincoln Laboratory, mentransmisikan data dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya, memungkinkan para ilmuwan menangkap cincin foton lubang hitam yang sulit dipahami. Jaringan Event Horizon Telescope menangkap gambar lubang hitam yang inovatif pada tahun 2019 dan 2021. Rencana untuk meningkatkan observasi ini termasuk menempatkan teleskop di luar angkasa dan menggunakan teknologi komunikasi laser yang canggih (…)

RisalahPos.com Network

Related

Pesawat ruang angkasa BepiColombo terbang melewati Merkurius untuk kelima kalinya minggu lalu, memperlihatkan planet tersebut dalam cahaya inframerah-tengah untuk pertama kalinya. Gambar-gambar tersebut mengungkapkan rincian suhu dan komposisi planet terdekat dengan Matahari.

BepiColombo diluncurkan pada Oktober 2018 dan dijadwalkan tiba di Merkurius pada November 2026, sekitar satu tahun lebih lambat dari rencana awal. BepiColombo melakukan terbang lintas terdekat dan bantuan gravitasi keempat Merkurius pada awal September, dan kini, lintasan kelima pesawat ruang angkasa tersebut telah mengungkap data baru tentang planet yang sangat panas di siang hari dan sangat dingin di malam hari.

Pesawat ruang angkasa mengumpulkan data baru tentang Merkurius menggunakan Radiometer Merkuri dan Spektrometer Inframerah Termal, atau MERTIS. Instrumen tersebut menangkap detail Merkurius pada panjang gelombang inframerah menengah, yang menampilkan detail suhu permukaan planet, kekasaran, dan mineral penyusunnya.

“Setelah sekitar dua dekade pengembangan, pengukuran laboratorium terhadap batuan panas serupa dengan yang ada di Merkurius dan pengujian yang tak terhitung jumlahnya terhadap seluruh rangkaian peristiwa selama durasi misi, data MERTIS pertama dari Merkurius kini tersedia,” kata Jörn Helbert, yang membantu pengembangan instrumen tersebut sebagai penyelidik utama di Pusat Dirgantara Jerman, dalam rilis ESA. “Ini sungguh luar biasa!”

Gambar tersebut menunjukkan Kawah Bashō, sebuah kawah tumbukan yang sebelumnya diamati oleh misi Mariner 10 dan Messenger. Dalam cahaya tampak, kawah tersebut menonjol sebagai bopeng yang relatif terlihat jelas di permukaan planet. Itu juga terlihat pada panjang gelombang inframerah menengah.

“Momen ketika kami pertama kali melihat data terbang lintas MERTIS dan dapat segera membedakan kawah tumbukan sungguh menakjubkan,” kata Solmaz Adeli, peneliti di Institut Penelitian Planet di Pusat Dirgantara Jerman, dalam rilis yang sama. “Ada banyak hal yang bisa ditemukan dalam kumpulan data ini – fitur permukaan yang belum pernah diamati dengan cara ini sebelumnya sedang menunggu kita.”

“Kami belum pernah sedekat ini memahami mineralogi permukaan global Merkurius dengan MERTIS yang siap untuk fase orbit BepiColombo,” tambah Adeli.

Data MERTIS menunjukkan permukaan Merkurius bersuhu 788° Fahrenheit (420° Celsius) pada saat terbang melintasinya. Menguji berbagai mineral di laboratorium dan melihat bagaimana mineral tersebut bersinar pada panjang gelombang inframerah menengah dapat menunjukkan kandungan kimia yang tepat dalam sedimen di permukaan planet.

Meskipun kedatangan BepiColombo di orbit Merkurius tertunda, pengamatan baru-baru ini memberikan gambaran sekilas tentang planet yang akan dilihat para ilmuwan dari dekat dalam waktu dua tahun.