Nanocristales que se autoensamblan

Ciertas mol¨¦culas org¨¢nicas dirigen la formaci¨®n de estructuras de nanocristales, han descubierto investigadores de la Universidad de Hamburgo y Beatriz H. Ju¨¢rez, del Instituto Madrile?o de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA Nanociencia) . Este trabajo tiene potenciales aplicaciones en el desarrollo de nuevos dispositivos y supone un avance en la comprensi¨®n de los procesos de formaci¨®n de nanoestructuras autoorganizadas en la naturaleza.

Los materiales nanoestructurados ofrecen un enorme abanico de posibilidades para el desarrollo de nuevos dispositivos con fascinantes aplicaciones ¨®pticas, magn¨¦ticas o electr¨®nicas, tales como fuentes de iluminaci¨®n (diodos emisores de luz o LEDs como los que componen la pantalla plana de un televisor), c¨¦lulas solares (cuya funci¨®n es convertir la energ¨ªa del sol en electricidad), detectores de mol¨¦culas, o sensores de luz o temperatura. Sin embargo, explican los investigadores, para las aplicaciones m¨¢s sofisticadas es esencial colocar las nanoestructuras de un modo ordenado, algo que est¨¢ lejos de ser f¨¢cil.

Los investigadores han desarrollado un procedimiento para organizar nanopart¨ªculas semiconductoras de sulfuro de plomo en estructuras bidimensionales ordenadas, utilizando disolventes con cloro. Mediante este procedimiento las nanopart¨ªculas recubiertas de mol¨¦culas org¨¢nicas, inicialmente desordenadas, se ensamblan como piezas de Lego formando primero agregados y despu¨¦s cristales m¨¢s grandes.

Durante este proceso, las mol¨¦culas org¨¢nicas se agrupan densamente formando una capa ordenada, a ambos lados del nuevo cristal. Este ordenamiento de las mol¨¦culas org¨¢nicas facilita la formaci¨®n de las estructuras bidimensionales. Los resultados de este trabajo conjunto se publican esta semana, en portada, en la revista Science, ya que suponen un avance considerable en la comprensi¨®n de los procesos de formaci¨®n de nanoestructuras autoorganizadas.

Como tantas veces en nanotecnolog¨ªa esta investigaci¨®n tiene un punto de partida en la naturaleza. Hace unos a?os se observ¨® que algunos microorganismos son capaces de influir en procesos en los que se generan nanopart¨ªculas que posteriormente se fusionan en ciertas direcciones del espacio para producir arquitecturas ordenadas en la nanoescala. Este proceso de fusi¨®n orientada de nanopart¨ªculas, algo fascinante para cristal¨®grafos y qu¨ªmicos coloidales, es uno de los mecanismos m¨¢s estudiados hoy en d¨ªa en los laboratorios de s¨ªntesis coloidal como modelo a seguir para generar estructuras m¨¢s complejas y jer¨¢rquicas que muestren propiedades y funcionalidades concretas ¨²tiles para el desarrollo de nanocontactos el¨¦ctricos, sensores y dem¨¢s. En particular, el grado de perfecci¨®n cristalina de un cristal formado por fusi¨®n orientada de nanopart¨ªculas en disoluci¨®n puede ser mayor que el del cristal generado cl¨¢sicamente ¨¢tomo a ¨¢tomo.