Nanopartículas que rompen las reglas
Las partículas de Jano, que toman su nombre del dios romano con dos caras por tener dos hemisferios de funcionalización diferentes, están planteando aplicaciones interesantes en administración de fármacos y también en magnetismo. Un grupo de científicos inició el proyecto financiado con fondos europeos «Janus nanoparticles as novel ferroelectric materials» (JANUS FERROELECTRICS) para investigar la posibilidad de crear nuevos tipos de materiales con respuesta eléctrica basados en partículas de Jano. El equipo se centró en nanopartículas de oro cubiertas por una monocapa de moléculas con terminación tiol, ya que su química se encuentra entre las más sencillas para estudiar la organización de las monocapas sobre nanopartículas esféricas y las monocapas nanoestructuradas sobre nanopartículas de oro han dado lugar recientemente a descubrimientos importantes. Utilizando una serie de técnicas experimentales avanzadas para analizar los sistemas, los investigadores descubrieron una alta complejidad inherente. Además de las partículas de Jano, los científicos observaron monocapas en dominios con forma de tiras, monocapas mezcladas aleatoriamente e incluso una mezcla de ambas cosas. También observaron una solubilidad inusual y fenómenos de agregación espontánea o autoensamblaje en algunos de los sistemas creados para estudiar la ferroelectricidad. Eso se convirtió en el nuevo foco de interés para el proyecto. Un principio habitual de la química es que «las sustancias semejantes se disuelven entre sí». Se refiere a la noción general de que es posible predecir la solubilidad de una molécula evaluando la similaridad estructural entre la molécula y el disolvente. Eso es igualmente aplicable a monocapas superficiales con químicas diferentes, en la medida en que las interacciones suelen ser reflejo del conjunto de las químicas a grandes rasgos. En el proyecto JANUS FERROELECTRICS se descubrió una excepción importante a esa regla. Concretamente, en el caso de un recubrimiento orgánico que forma una monocapa sobre una superficie coloidal, una de las químicas puede llegar a hacerse dominante con respecto a la solubilidad de la partícula. El fenómeno parece depender de la curvatura superficial. Los científicos estudiaron distintos sistemas. Es importante destacar que han desarrollado y mejorado técnicas de caracterización de recubrimientos orgánicos sobre coloides, entre ellas métodos computacionales para estudiar las interacciones en interficies a nivel atómico, técnicas de obtención de imágenes y otros métodos computacionales para modelar y predecir las imágenes obtenidas experimentalmente. El proyecto ha ensanchado las fronteras del campo con materiales y métodos para desarrollar nuevos materiales inteligentes con novedosas propiedades de mojado, y coloca a Europa en una posición ventajosa en nanotecnología y desarrollo de nanomateriales.
