Científicos en Israel logran nuevos materiales nanométricos para mejorar la detección de moléculas

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Foto: Instituto Weizmann

Detectar biomarcadores en muestras de sangre, analizar el agua de un embalse para comprobar si está contaminada o identificar restos de explosivos en ropa y equipajes son cosas que distintos dispositivos ya son capaces de hacer. Ahora, la nanotecnología ha demostrado que puede mejorar esas tecnologías.

Un equipo de investigadores, liderados por Rafal Klajn, del Instituto Weizmann de Israel, lograron diseñar un nuevo método -que usa nanopartículas de oro y de óxido de hierro- para fabricar materiales con estructuras no conocidas hasta ahora y que podrían conducir a la creación de dispositivos más pequeños y eficaces.

La descripción de este método se publica en la revista Science, en un artículo que firman, además de Klajn, investigadores de centros de EEUU, Bélgica y España.

Rafal Klejn Foto Instituto Weizmann

Para diseñar el nuevo método, los investigadores fabricaron, mediante reacciones químicas, nanopartículas de oro y de óxido de hierro, explicó Luis Liz, director del español CIC biomaGUNE, quien recordó que un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro y que, por ejemplo, el grosor de un cabello es de 100.000 nanómetros.

Una vez creadas las nanopartículas -las de oro, todas ellas, de cinco nanómetros y las de óxido de hierro de ocho-, los científicos las recubrieron con moléculas hidrófobas para poder colocarlas sobre una superficie de agua evitando que se hundieran y las trasladaron luego a un sustrato sólido para poder observarlas y manipularlas (estas se autoensamblaron en una película similar a un cristal).

Los investigadores lograron así una estructura con nanopartículas perfectamente ordenadas y combinadas: “variando los tamaños de ambos componentes se pueden obtener estructuras muy variadas con propiedades completamente nuevas”, aseguró el investigador.

Una vez conseguida esta “mezcla perfecta”, el equipo de Klajn dio un paso más: extrajeron de la estructura las nanopartículas de óxido de hierro, consiguiendo así dejar en su lugar unos huecos.

Precisamente, por estos huecos es por donde podrían penetrar las moléculas -de la sangre, agua o explosivos- que se quieren detectar.

El oro tiene una manera muy especial de interaccionar con la luz y esos huecos que han dejado las nanopartículas de óxido de hierro generan además campos eléctricos, lo que es fundamental para detectar distintos tipos de moléculas en concentraciones muy bajas.

Por eso, esta investigación, puede ser aplicada en la detección por espectroscopía Raman aumentada, una herramienta basada en la radiación electromagnética capaz de identificar las moléculas de los productos químicos.

Este trabajo se ha hecho con nanopartículas de oro y de óxido de hierro, pero se podría extender a otros materiales, señala en una nota el Instituto Weizmann, que afirma que esta tecnología posibilitará en un futuro la creación de dispositivos electrónicos ultrapequeños, además de otras aplicaciones industriales. EFE

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