Logran moldear la forma de partículas de oro nanométricas para que se comporten como clones
Un equipo de investigadores de CIC biomaGUNE, ubicado en el Parque de Gipuzkoa, la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad Complutense de Madrid ha conseguido demostrar la posibilidad de utilizar láseres especiales para moldear la forma de partículas de oro nanométricas –tamaño de millonésimas de milímetros– y así mejorar sus propiedades hasta una calidad nunca vista hasta el momento
“Mediante la utilización de láseres ultrarrápidos, muy intensos, pero de muy corta duración –mil billones de flashes en un segundo–, se puede decir que hemos obtenido el récord mundial de calidad óptica, hasta poder conseguir que todas las partículas moldeadas se comporten como clones nanométricos”, explica Andrés Guerrero Martínez, Investigador Ramón y Cajal de la Universidad Complutense de Madrid.
La investigación, publicada en la revista Science, además de representar un récord de calidad óptica en el que miles de millones de nanopartículas de oro se comportan como si fueran una sola, abre una nueva vía para manipular y mejorar nanomateriales, utilizando láseres a modo de cinceles en manos de un escultor.
El estudio proporciona las claves físicas y químicas que son necesarias para entender y controlar y obtener nanomateriales que se puedan considerar “perfectos” desde un punto de vista de sus propiedades ópticas.
“Nuestra investigación se enfoca hacia la fabricación de nanopartículas de oro para aplicaciones en biomedicina, que se basan en su capacidad para absorber o reflejar luz de un color determinado, en función de su geometría. Tanto nosotros, como muchos otros grupos de investigación en el mundo, hemos intentado durante los últimos 15 años obtener nanopartículas idénticas, de forma que todas presenten el mismo color, para que sus aplicaciones sean más eficientes. En este trabajo nos hemos focalizado en el uso de nano-palitos de oro, donde mínimas variaciones de su longitud o anchura provocan cambios notables en el color de la luz que absorben”, señala Luis Liz Marzán, director científico de CIC biomaGUNE, donde además desarrolla su labor como investigador del programa Ikerbasque y lidera un nodo de CIBER-BBN.
Posibles aplicaciones
Las aplicaciones de las nanopartículas se basan en su capacidad para absorber y reflejar luz de un color específico y de una forma sorprendentemente eficiente. Estos efectos, llamados plasmónicos, generan propiedades ópticas que no se pueden obtener con metales de dimensiones mucho mayores, incluso de milímetros. Estas propiedades pueden aprovecharse para un gran número de aplicaciones útiles que en muchos casos no eran posibles hasta ahora. En medicina, puede usarse la luz reflejada por estas partículas para diagnosticar enfermedades; pero también se puede aprovechar la absorción de luz para provocar la liberación de calor, por ejemplo, para el tratamiento de tumores de forma localizada y minimizando los habituales efectos secundarios en los tratamientos actuales.
Las partículas plasmónicas también han encontrado aplicaciones en áreas como las tecnologías de la información, la producción de energía o el control de contaminación ambiental, entre otras.
Aparte de los métodos químicos en disolución para la preparación de las nanopartículas de oro, el concepto realmente revolucionario del trabajo es la aplicación de los láseres ultrarrápidos para la modulación de la geometría de las partículas y el perfeccionamiento de sus propiedades. Asimismo, para entender la naturaleza química y física del proceso de moldeado, se han utilizado técnicas habituales de caracterización (espectroscopía y microscopía electrónica), así como nuevos modelos teóricos y técnicas avanzadas de simulación por ordenador.
