Nanocristales para nuevos materiales
Los materiales y superficies resistentes, duraderos, ligeros y flexibles están revelándose como el siguiente gran paso adelante después de los plásticos. De la nanotecnología depende que se pueda dotar a estos materiales de todas las propiedades deseables, a la vanguardia de la ciencia. Con esto en mente, el proyecto «Autoensamblaje de nanocristales coloidales con formas controladas» (SA-Nano), financiado con fondos de la Unión Europea, investigó cómo pueden ensamblarse automáticamente por sí mismos nanocristales especiales para el desarrollo de algunas de estas nuevas superficies. En los últimos años, los nanocristales han espoleado el desarrollo de los diodos emisores de luz (LED), la tecnología fotovoltaica, la electrónica y el etiquetado biológico, entre otras muchas aplicaciones. El proyecto tenía por objetivo diseñar nuevas formas de nanocristales para obtener nanovarillas y tetrápodos con partes metálicas dotadas de extremos semiconductores y de óxido. Muchos de estos nuevos nanocristales híbridos se han combinado con biomoléculas con el fin de lograr autoensamblajes. En ciertos casos, las uniones entre estos nanocristales consistían en enlaces moleculares y biomoleculares que generaban ensamblajes que recordaban cadenas de varillas y redes tridimensionales (3D) de tetrápodos, incluidas estructuras con forma de hélice y sustratos caracterizados por mostrar patrones. La alineación de los tubos se conseguía a través de técnicas con microfluidos y con diversas herramientas desarrolladas para modelar los procesos de autoensamblaje de los tubos y tetrápodos. También se investigaron los efectos de la proximidad sobre las propiedades electrónicas y ópticas de los nanocristales de formas controladas. Las propiedades de los nanocristales se estudiaron por medio de técnicas de sondeo ópticas, magnéticas y de análisis o escaneo que proporcionaron más información acerca de su comportamiento. Los ensamblajes de varillas y tetrápodos construidos como novedad presentaban propiedades innovadoras, nunca antes vistas, de manera que los investigadores podían examinar la estructura y la energía de carga de cada electrón individual y compararla con la distancia entre las nanovarillas vecinas. A diferencia de las múltiples capas ordenadas de nanocristales esféricos, se ha constatado con claridad que las matrices ordenadas de nanovarillas disponen de una orientación unidireccional y coherente a lo largo de una dirección dada. Estos materiales y sistemas, que tienen composición y estructura predecibles, están allanando el camino hacia aplicaciones concretas. Los ensamblajes de nanovarillas magnéticas también ejercen nuevos efectos magnéticos colectivos. Actualmente se emplean los tetrápodos en dispositivos fotovoltaicos de película fina, incorporados en una matriz o red que los aloja, compuesta de polímeros conductores. Todo esto podría desembocar en una tecnología fotovoltaica de bajo coste que comportaría enormes ventajas en términos de impacto medioambiental y conversión de la energía. Por último, los nuevos nanocristales también serán útiles para la catálisis, al contribuir al filtrado de agentes contaminantes. El proyecto SA-Nano sirvió para poner de manifiesto las posibilidades, así que la explotación de estos resultados solo es cuestión de tiempo. Todos estos avances conllevan un considerable potencial de desarrollo de aplicaciones industriales. Serán ingredientes que lleven a la industria a una nueva era.
