Un equipo de investigadores ha tomado medidas considerables en el uso de nanopartículas de conversión UP para mejorar la utilidad de los motores moleculares. Al convertir la radiación de infrarrojo cercano (NIR) en luz azul o ultravioleta (UV), estas nanopartículas permiten que los motores funcionen de manera efectiva en diferentes materiales a granel e incluso aplicaciones biológicas. Este desarrollo prometedor se discutió en detalle en la reciente publicación en el Journal of the American Chemical Society.
El equipo incluyó a científicos notables como el Prof. Ben Feringa de la Universidad de Groningen y el Prof. Hong Zhang, junto a su Ph.D. Estudiante Dr. Kefan Wu del Instituto Van ‘T Hoff para Ciencias Moleculares de la Universidad de Amsterdam. La cooperación trató de abordar una limitación crítica que prevalece en la aplicación práctica de los motores moleculares. Tradicionalmente, estos motores requieren luz azul o UV para una función óptima, pero su activación está limitada por la corta profundidad de penetración de dicha luz por materiales a granel. Además, los efectos nocivos de la radiación UV son una desventaja considerable de los contextos biológicos.
El equipo de investigación propuso una nueva solución: el uso de la radiación NIR, conocido por sus opciones de penetración superiores y una toxicidad relativamente baja. Sin embargo, los métodos convencionales para ajustar motores para la activación NIR incluyeron modificaciones complejas que complicaron su síntesis, al tiempo que lograron una eficiencia adecuada en los efectos motorizados impulsados por la luz NIR.
La estrategia innovadora implementada por los investigadores de Groningen y Amsterdam utiliza la experiencia del profesor Hong Zhang para el desarrollo de nanopartículas de conversión ascendente (UCNP), que actúan como transductores eficientes en la nanoescala. Estos UCNP convierten la luz NIR absorbida en fotones UV/visibles, que pueden activar los motores moleculares y generar un movimiento de rotación unidireccional relacionado con el producido por la exposición directa a la luz UV/visible.
Los resultados experimentales provisionales ilustran la efectividad de este enfoque como una alternativa viable a la activación directa de la luz UV/visible. Los hallazgos sugieren que esta técnica es especialmente barata en aplicaciones biológicas que requieren una penetración de luz más profunda y una fototoxicidad minimizada, así como en varios sistemas sensibles, como los materiales a granel. En particular, este método también evita la necesidad de prefuncionalización compleja de los motores, lo que simplifica considerablemente el proceso general.
Los investigadores afirman que su tecnología ofrece un gran potencial para el uso de motores moleculares en aplicaciones de materiales dinámicos e inteligentes, en particular dentro del imperio de la biomedicina. Este progreso abre nuevas formas para el desarrollo e implementación de máquinas moleculares que pueden responder a los estímulos ambientales, por lo que se enfatizan las perspectivas emocionantes para futuras innovaciones en tecnología de materiales inteligentes.
