Nuevo modo de construir materiales a base de nanopartículas
NANOTECNOLOGÍA.
La creación de materiales con propiedades muy optimizadas depende de tener un mayor control sobre su estructura a la escala más pequeña posible.
Una forma especialmente eficaz de lograrlo es mediante el uso de nanopartículas, que poseen formas y tamaños altamente personalizables y que ya han demostrado su buen potencial en aplicaciones en el sector energético, la medicina y la electrónica.
La nueva técnica permite controlar cómo se agrupan las nanopartículas para crear materiales muy sofisticados destinados a la fotónica, la catálisis química, la medicina, la agricultura y otros ámbitos. Imagen: Rob Macfarlane, et al. / MIT. CC BY-NC-ND 3.0.
Sin embargo, el proceso de transformar nanopartículas en nuevos materiales útiles se ha visto obstaculizado por la dificultad de controlar la cantidad y la orientación de los enlaces entre cada partícula y sus vecinas. Los investigadores del sector han intentado modificar la forma de las partículas o, alternativamente, alinear con precisión las cadenas conectoras rígidas entre ellas; no obstante, ambos métodos limitan las estructuras que pueden formar las nanopartículas y resultan difíciles de utilizar a escala industrial.
Unos científicos han adoptado una estrategia distinta. Han desarrollado un método ajustable que emplea moléculas conectoras sumamente flexibles, las cuales regulan el empaquetamiento de las redes de nanopartículas al deformarse de maneras intencionadas en función de su entorno.
Este equipo, integrado, entre otros, por Rob Macfarlane y Nicholas Sbalbi, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha descubierto cómo utilizar la flexibilidad de los conectores y las cargas eléctricas para ajustar la estructura de la red, y ha empleado esta técnica para crear nuevos tipos de materiales basados en nanopartículas.
Este enfoque podría ofrecer una vía más versátil para desarrollar materiales portentosos destinados a la fotónica, la catálisis química, la medicina y, la agricultura, entre otros ámbitos.
El grupo de Macfarlane lleva años desarrollando métodos para crear diversos tipos de partículas a partir de injertos de polímeros. Las nanopartículas de su nuevo sistema cuentan con ligandos flexibles que presentan extremos con carga eléctrica (algunos con carga positiva y otros con negativa). Dado que las cargas opuestas se atraen, los ligandos se curvan para establecer conexiones con cargas de signo contrario.
En sus experimentos, los investigadores han demostrado que es posible controlar las conexiones modificando el tamaño de las nanopartículas y la longitud de las cadenas de los ligandos. De hecho, ya han utilizado esta técnica para ensamblar nanopartículas en estructuras cristalinas nunca antes vistas.
Macfarlane, Sbalbi y sus colegas exponen los detalles técnicos de sus nuevas nanopartículas y de cómo usarlas en la revista académica Nature Materials, bajo el título “Breaking Symmetry in Nanoparticle Superlattices via Spontaneous Valency”.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings