Investigadores de la Universidad de Tokio han logrado un gran avance en el campo de la nanotecnología al visualizar la estructura geométrica de los crecientes nanocludios de oro en sus etapas emergentes. Bajo el liderazgo de Shinjiro Takano, Yuya Hamasaki y Tatsuya Tsukuda, el equipo desarrolló una nueva estructura alargada llamada ‘agujas cuánticas de oro’, que muestran aplicaciones prometedoras en imágenes biomédicas y conversión de energía de luz.
Estas agujas cuánticas doradas, que responden a la luz del infrarrojo cercano, pueden mejorar considerablemente la resolución de las técnicas de imagen y mejorar la eficiencia del procesamiento de energía de la luz. Su investigación, publicada recientemente en el Journal of the American Chemical Society, se basa en la comprensión del papel del oro en la nanotecnología y enfatiza las propiedades y estructuras únicas que se vuelven prominentes a nivel de escala nano.
La síntesis de nanoclusters dorados, generalmente compuesto por menos de 100 átomos, incluye la reducción de las previas doradas además de los ligandos protectores. Sin embargo, alcanzar el tamaño, la forma y la composición deseados han sido un desafío persistente dentro de la comunidad científica. Tsukuda señaló que aunque se han realizado esfuerzos considerables para aclarar la relación entre la estructura y las propiedades de estos nanocludios, el proceso de su formación a menudo no ha sido clara.
Para abordar esto, los investigadores utilizaron condiciones de síntesis no convencionales con las que podían atrapar a los nanocludios en sus primeras fases de crecimiento. Con la ayuda de un análisis de fracción de rayos X de cristal único, descubrieron que estos grupos crecen anisotrópicos, lo que significa que se desarrollan en diferentes direcciones a diferentes velocidades. Este análisis condujo a la identificación de una estructura no observada anteriormente: nanoclusters en forma de lápices, formados por triangular triangular y tetramado tetraërian.
Los investigadores mencionaron estas estructuras «agujas cuánticas doradas» debido al comportamiento cuantificado de los electrones, un reflejo del fenómeno cuántico en el que los electrones solo pueden existir a niveles de energía específicos. Tsukuda expresó entusiasmo por el hallazgo inesperado y señaló que la base triangular única de estas agujas derogadas de los grupos típicos casi esféricos que anteriormente se pensaban en dominantes.
Las ideas obtenidas de esta investigación no solo arrojan luz sobre los mecanismos de formación, sino que también allanan el camino para futuras exploraciones. Mirando hacia el futuro, Tsukuda planea refinar aún más las condiciones de síntesis para descubrir otras estructuras nanoclusas únicas y desea colaborar con expertos en el campo para aplicar las propiedades ópticas excepcionales de las agujas cuánticas doradas en instituciones prácticas.
Este progreso en la investigación de Nanocluster Golden marca un momento crucial en la integración de la nanotecnología en áreas como la medicina y la energía, que prometen lograr una revolución en los enfoques de imágenes y conversión de energía.
