Investigadores de la UC desvelan los secretos del comportamiento del oro a escala nanométrica
Se trata de un importante hallazgo con múltiples aplicaciones, como herramientas de diagnóstico o terapias de hipertermia
Investigadores del Grupo de Altas Presiones y Espectroscopia de la Universidad de Cantabria (UC), en colaboración con el ARC Centre of Excellence in Exciton Science de la Universidad de Melbourne, han logrado describir el comportamiento de nanopartículas de oro cuando a estas se les somete a presiones hidrostáticas de hasta 100,000 atmósferas, presiones 100 veces superiores a las acaecidas, por ejemplo, la sima oceánica más profunda de la Tierra, la fosa de Las Marianas.
Las nanopartículas de oro han adquirido un enorme interés por sus aplicaciones biomédicas como herramientas de diagnóstico o terapias de hipertermia. En la Universidad de Cantabria, se acaba de descubrir cómo se modifican sus propiedades bajo condiciones extremas de alta presión, un trabajo publicado en la revista ACS Nano.
El estudio, pionero en el campo de la nanociencia y que ha sido publicado en la revista científica ACS Nano, según recuerda Fernando Rodríguez, catedrático de la UC y responsable del grupo de investigación de Altas Presiones y Espectroscopia, ha permitido indagar cómo se modifican las propiedades plasmónicas de nanopartículas esféricas y cilíndricas bajo condiciones extremas de alta presión, logrando con ello determinar sus cualidades sensóricas más allá de los límites conocidos hasta ahora para estos sistemas. Junto a Fernando Rodríguez, han colaborado en el trabajo la investigadora predoctoral Camino Martín, primera firmante del artículo, y José Antonio Barreda, técnico de laboratorio del Departamento de Ciencias de la Tierra y Física de la Materia Condensada (CITIMAC).
Según recuerdan los investigadores, debido a su pequeño tamaño –las partículas investigadas tienen dimensiones que varían de 10 a 100 nanómetro y 1 nanómetro es una longitud equivalente a la milésima parte de una micra; dimensión unas diez mil veces más pequeña que una neurona-, las nanopartículas de oro tienen una gran superficie específica que las confiere propiedades ópticas, mecánicas y de funcionalización singulares para su uso en multitud de aplicaciones como microscopia o espectroscopia, por ejemplo.
Aplicaciones biomédicas
Estas partículas ultrapequeñas de oro han adquirido un enorme interés por sus aplicaciones biomédicas como herramientas de diagnóstico o terapias de hipertermia. El éxito de estas aplicaciones radica en seleccionar la forma y el tamaño de la nanopartícula adecuados para cada aplicación, hecho que exige conocer su comportamiento plasmónico en función de estos parámetros.
Con este objetivo, en este estudio, los investigadores han comprimido diversas disoluciones de nanopartículas de oro aplicando altísimas presiones hidrostáticas y examinando cómo varían sus propiedades plasmónicas. Y, precisamente, un hallazgo relevante de este trabajo ha sido constatar que el oro en forma de nanopartícula es más duro e incompresible que el oro macroscópico de tamaño superior, un resultado que abre una nueva vía de investigación y caracterización de propiedades mecánicas de nanomateriales.
La investigación se ha llevado a cabo principalmente en los laboratorios del Grupo de Altas Presiones y Espectroscopia de la UC empleando disoluciones de nanopartículas de oro elaboradas en la Universidad de Melbourne. Este trabajo supone, además, el empleo de técnicas de alta presión como medio de transformación de nuevos materiales nanoestructurados con múltiples aplicaciones, uno de los objetivos del proyecto del Plan Nacional de Materiales del Ministerio de Economía que el grupo desarrolla desde hace tres años.
Enlace al artículo "Effects of Hydrostatic Pressure on the Surface Plasmon Resonance of Gold Nanocrystals" en ACS Nano: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b07104
Foto: De izquierda a derecha, Fernando Rodríguez; Camino Martín y José Antonio Barreda en el laboratorio del grupo de investigación.
