Investigadores del Institut CatalÁ de Nanotecnología han desarrollado un método que permite trabajar en el interior de la nanopartículas. «Podemos vaciarlas, perforarlas, y llenarlas de agentes capaces de cumplir tareas específicas como la liberación controlada de fármacos con una gran precisión”, señala Edgar Emir González, uno de los autores de este trabajo que se publica en el último número de la revista Science.
Ejemplos de nanopártículas huecas. Imagen: Institut CatalÁ de Nanotecnología.
“Si el hecho de poder estudiar y manipular la materia a escala nanométrica ya resulta asombroso, más increíble es que seamos capaces de trabajar el interior de las nanopartículas. Podemos vaciarlas, perforarlas y llenarlas de agentes capaces de cumplir tareas específicas”, subraya Edgar Emir González del Institut CatalÁ de Nanotecnología. Según González, la superficie y el interior de las nanoestructuras pueden ser programadas en composición y en arquitectura para convertirlas en minúsculos laboratorios de investigación de nuevos fenómenos químicos, ópticos, eléctricos, magnéticos, térmicos y mecánicos que acontecen en condiciones como las que se presentan en este tipo de nanoestructuras”
En esta investigación llevan años trabajando Edgar Emir González y Victor Puntes del Institut CatalÁ de Nanotecnología en colaboración con Jordi Arbiol del Institut de CiÁ¨ncia de Materials de Barcelona. Los resultados del estudio se publican esta semana en Science con el título “Carving at the Nanoscale: Sequential Galvanic Exchange and Kirkendall Growth at Room Temperature”.
Según explica González, a diferencia de lo que se hacía hasta ahora (reacciones únicamente en la superficie de la nanopartícula), los huecos se presentan como un recipiente donde generar reacciones controladas que quedan encerradas en la propia partícula. El número y forma de las cavidades creadas en el interior determinan la extensión de superficie sujeta a la reacción y, por tanto, el aprovechamiento más eficiente de las reacciones en la superficie de los materiales.
Objetos envolventes
Las nuevas nanopartículas (ahora cápsulas inorgánicas de alta complejidad), reúnen todas las propiedades estructurales de los objetos envolventes, las mantas, los sobres o las maletas. Las cápsulas protegen y transportan moléculas. Si las cápsulas son nanométricas e inorgánicas, como es el caso, entonces, gracias a su alta densidad de estados electrónicos, responden a la luz de manera resonante y bien sean abiertas o cerradas, pueden ser calentadas, manipuladas con campos electromagnéticos para, por ejemplo, «transportar un cóctel de fármacos de manera segura hasta la diana terapéutica y administrar secuencialmente los fármacos hasta niveles insólitos, en que la dosis se controla a nivel celular», señala Edgar Emir González.
“Se abren posibilidades para la ciencia, tales como nuevas aplicaciones médicas en el campo de la liberación controlada de fármacos, la fabricación de sensores, catalizadores, pilas de combustibles y energía solar y fotónica, entre otras”, añade.
Así, por ejemplo, es posible estudiar fenómenos exóticos de confinamiento cuántico o el efecto de acoplamiento de las excitaciones electrónicas de las paredes internas y externas bajo la presencia de radiación electromagnética, o el estudio de reacciones químicas catalizadas en el interior de las partículas. El hueco que queda en la partícula puede también tener composición y formas diferentes aparte del aumento significativo de la superficie expuesta a reacción del material. «Es una escalada hacia el interior, un paso adelante hacia una nueva dimensión. Los nanohuecos, los vacíos dentro de la nanopartícula se convierten en excelentes nanoreactores para el transporte de agentes químicos», explican los investigadores.
SINC
