Investigadores de la UC observan un singular efecto en la transformación de las propiedades de las nanopartículas de óxido de zinc
Sometidas a altas presiones, el material experimenta un cambio de estructura que varía en función de su tamaño.
La revista Nano Letters acaba de publicar el artículo "Structural Metastability and Quantum Confinement in Zn
1−xCo
xO Nanoparticles" resultado del trabajo que, bajo la coordinación de investigadores de la Universidad de Cantabria, ha demostrado que el tamaño influye en el cambio de fase estructural que experimentan las nanopartículas de óxido de zinc cuando se las somete a altas presiones.
"Lo que hemos descubierto", explica Fernando Rodríguez, firmante del artículo y responsable del grupo de investigación de Altas Presiones y Espectroscopía de la UC, "es que nanopartículas de óxido de zinc y cobalto, de tamaño en torno a los 4 nanómetros, presentan un patrón de transformación a altas presiones distinto que cuando tienen un tamaño no nanométrico".
"Estos compuestos de óxido de zinc y cobalto, cuando no son de tamaño nanométrico, experimentan unas transiciones de fase a altas presiones, de una estructura hexagonal a una cúbica, cambiando notablemente sus propiedades. No obstante, la fase hexagonal se recupera nuevamente al cesar la presión", señala el catedrático Fernando Rodríguez.
"Sin embargo, las nanopartículas sufren este mismo cambio de fase, de estructura, pero a distinta presión dependiendo del tamaño y, además, cuando cesa la presión a la que estamos sometiendo a la nanopartícula, ésta queda retenida en la fase a la cual se ha transformado". Esto permitiría, según señalan los investigadores, propiciar un método muy novedoso de manipulación y selección de nanopartículas.
Múltiples aplicaciones
El material objeto de estudio, el óxido de zinc y el cobalto (ZnO y ZnxCo1-xO (x = 0 –1), en condiciones ambiente, presenta una estructura hexagonal que le proporciona múltiples aplicaciones: sensores, cremas de protección solar, cosméticos, filtros, plásticos, cemento, selladores, pigmentos, cerámicas, alimentos, pomadas para bebés o desodorantes por su acción bactericida, recuerda el investigador Rafael Valiente, miembro del grupo de investigación de Fernando Rodríguez, que también participa en el de Nanomedicina UC-IDIVAL, dirigido por Mónica López Fanarraga.
"El óxido de zinc tiene múltiples aplicaciones basadas en las propiedades que le aporta su estructura hexagonal y que va en relación a su tamaño. Lo que hemos hecho en este estudio es, precisamente, poder, de alguna forma, intervenir en ambos aspectos: estructura y tamaño", según explican los investigadores.
Colaboración
Este trabajo es resultado de una colaboración entre la Universidad de Cantabria, a través del Grupo de Investigación de Altas Presiones y Espectroscopía, en conexión con IDIVAL, en relación a las aplicaciones biomédicas, y la Universidad de Valencia. Además, ha formado parte de dos tesis doctorales.
Los estudios se han llevado a cabo, principalmente, en los laboratorios de la UC y también en grandes instalaciones europeas de radiación sincrotrón como SOLEIL (Francia) y DIAMOND (Reino Unido), que han resultado fundamentales para la determinación de la estructura del material en condiciones extremas.
Este trabajo abre una nueva vía para la síntesis de nuevos materiales con múltiples aplicaciones y diferentes al material de partida, y que forma parte del objetivo del nuevo proyecto del Plan Nacional de Materiales concedido por el Ministerio de Economía y Competitividad para los próximos tres años.
Más información:
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.6b02230
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b02230
