La formación de partículas de oro nanométricas, del tamaño de millonésimas de milímetro, para mejorar sus propiedades en biomedicina y fotónica ha sido posible gracias a un sistema láser especial en un trabajo realizado en la Universidad Complutense de Madrid UCMy ahora publicado en ciencia .
La investigación, en la que también participan el CIC biomaGUNE y la Universidad Politécnica de Madrid, no solo representa un récord en calidad óptica en la que miles de millones de nanopartículas de oro se comportan como una sola, sino que introduce una nueva forma de manipular y mejorar los nanomateriales medianteempleando láseres como cinceles en manos de un escultor.
"Al usar láseres ultrarrápidos, que son muy intensos pero de muy corta duración del orden de mil millones de billones de destellos por segundo, hemos alcanzado un récord mundial en calidad óptica, donde todas las partículas conformadas obtenidas se comportan como nano-clones de tamaño ", explica Andrés Guerrero Martínez, investigador del Programa Ramón y Cajal de la Facultad de Ciencias Químicas de la UCM.
El estudio proporciona las pistas físicas y químicas necesarias para comprender y controlar tales nanomateriales, considerados "perfectos" desde un punto de vista óptico.
"Hemos intentado durante los últimos quince años obtener nanopartículas idénticas, de modo que todas presenten el mismo color y sus aplicaciones sean más eficientes. En este trabajo, nos hemos centrado en el uso de nanorods de oro, en los que las variaciones mínimas ensu longitud o ancho resultan en cambios significativos en el color de la luz que absorben ", dice Luis Liz Marzán, director científico de CIC biomaGUNE e investigador del Programa Ikerbasque.
desde el tratamiento del tumor hasta la eliminación de la contaminación
Las aplicaciones de las nanopartículas dependen de su capacidad para absorber y reflejar la luz de un color específico de una manera sorprendentemente eficiente. Estos llamados efectos plasmónicos dan como resultado propiedades ópticas que no se pueden lograr con metales de mayores dimensiones, incluso a escala milimétrica.
Estas propiedades pueden usarse para una gran cantidad de aplicaciones útiles que, en muchos casos, no eran posibles hasta ahora. En medicina, no solo la luz reflejada por estas partículas puede usarse para diagnosticar enfermedades, sino que sus propiedades de absorción de luz puedentambién se explotará para inducir la liberación de calor para, por ejemplo, el tratamiento de tumores de forma localizada, minimizando así los efectos secundarios habituales de los tratamientos actuales.
"Las partículas plasmónicas también han encontrado aplicaciones en áreas como tecnología de la información, producción de energía o control de la contaminación ambiental, entre otras", dice Guillermo González Rubio, coautor del artículo que obtuvo su doctorado en la UCM bajo la supervisiónde Andrés Guerrero Martínez y Luis Liz Marzán.
Otra novedad de este trabajo es la aplicación de láseres ultrarrápidos para dar forma a la geometría de las partículas y refinar sus propiedades. En este caso, Luis Bañares, profesor de la UCM y coautor del artículo, trabaja en el Centro de láser UltrafastCLUR en la UCM.
Además, para comprender la naturaleza química y física del proceso de conformación, se han empleado técnicas de caracterización estándar espectroscopía y microscopía electrónica, así como nuevos modelos teóricos y técnicas avanzadas de simulación por computadora.
Según Ovidio Rodríguez Peña, investigador de la UPM, "la demostración de este objetivo y la explicación de los procesos que permiten que ocurra representan un cambio de paradigma que puede abrir nuevas vías para el desarrollo de nanomateriales con propiedades y aplicaciones mejoradas"
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Materiales proporcionado por Universidad Complutense de Madrid . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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