Captación de nanoestructuras de carbono en geles a base de péptidos
Los materiales híbridos ofrecen la posibilidad de combinar las características conocidas de cada constituyente para producir funcionalidades y propiedades novedosas. La gran diversidad de arquitecturas de los geles supramoleculares se ha podido combinar recientemente y de manera eficaz con otras unidades para generar sensibilidad a la luz así como productos químicos para aplicaciones en sensores y actuación.Estos científicos han desarrollado, con la financiación de la UE, un nuevo sistema híbrido de geles orientado a las aplicaciones optoelectrónicas, todo ello dentro del ámbito del proyecto «Pi-electronic gel hybrids: Towards smart photoactive nanomaterials» (GELBRID). Estos materiales blandos se basan en moléculas con sustitución por péptidos que se hibridizan con nanopartículas inorgánicas o alótropos del carbono.Los tintes de escuaraina (squaraine) son un tipo de tinte orgánico con fuerte absorción en la región visible y hasta el infrarrojo cercano dentro del espectro electromagnético. Actualmente son objeto de intensa investigación en los campos de los sensores y las celdas solares. En un trabajo pionero, el equipo ha demostrado la gelificación inducida por sonicación de un tinte de escuaraina funcionalizado por péptidos, acelerado mediante la adición de cantidades muy pequeñas de nanotubos de carbono de pared simple. Una exhaustiva caracterización espectroscópica y microscópica ha revelado el mecanismo de automontaje.Estos resultados abren la puerta a un diseño racional y a una producción simplificada y económica de materiales híbridos nanoestructurados a partir de escuaraina y alótropos del carbono como los fulerenos, los nanotubos de carbono y el grafeno. Cabe esperar que posteriores desarrollos den lugar a dispositivos optoelectrónicos novedosos con nuevas y atractivas funcionalidades.Otra línea de investigación ha estudiado emplear la capacidad inherente de las unidades péptidas para formar enlaces de hidrógeno bidireccionales a fin de combinar materiales semiconductores tipo P y tipo N. El equipo ha demostrado el automontaje en una nanoestructura de gel helicoidal de un péptido tipo P conjugado —es decir, con enlaces débiles— con materiales tipo N, como los fulerenos y las diimidas de perileno. Los estudios sobre la conductividad han revelado que la incorporación de los materiales tipo N aumenta la movilidad del transportador de cargas y la durabilidad del gel como transportador.El proyecto GELBRID ha avanzado significativamente en el diseño y la fabricación de materiales híbridos novedosos en forma de geles, con posibilidades muy atractivas para su aplicación a dispositivos optoelectrónicos. A partir de la combinación del automontaje de los péptidos con las funcionalidades novedosas que ofrecen las nanoestructuras de carbono, estos nanomateriales fotoactivos innovadores y basados en el conocimiento pueden facilitar la producción de celdas solares con mejores características a un coste menor, lo cual respaldaría una mayor cuota de mercado que ayudaría a la UE a cumplir con sus ambiciosos objetivos en el terreno de las energías renovables. Muchos otros campos, como los sensores y la biomedicina, son candidatos a beneficiarse de los resultados de este proyecto.
