A veces son las pequeñas cosas del mundo las que pueden marcar una diferencia increíble. Una de estas cosas es la nanopartícula. Las nanopartículas pueden ser pequeñas, pero tienen una variedad de aplicaciones importantes en áreas como, medicamento, fabricación, y energía. Un equipo de investigadores de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) descubrió recientemente una estructura única de nanopartículas de cobre y plata que tiene un núcleo de un elemento rodeado por una "jaula" del otro elemento. Sin embargo, la jaula no cubre ciertas áreas del núcleo, que se parece mucho a los flotadores de pesca de cristal japoneses tradicionalmente cubiertos con una cuerda llamada ukidama.

Esta estructura de ukidama no descubierta previamente puede tener propiedades que puedan ayudar al equipo en su misión para lograr una nanotecnología óptima. Los resultados han sido publicados en Nanoescala .

"El ukidama es una estructura única, lo que significa que probablemente puede brindarnos propiedades únicas, "dijo Panagiotis Grammatikopoulos, primer autor y líder del grupo OIST Nanoparticles by Design Unit. "La idea es que ahora que conocemos esta estructura, podamos ajustarla a nuestras aplicaciones".

Los investigadores de la OIST trabajan continuamente para crear y diseñar nanopartículas que se puedan utilizar en tecnología biomédica. Específicamente, el equipo trabaja para diseñar las nanopartículas óptimas para tecnologías como sensores de gas inteligentes que pueden enviar información sobre lo que sucede dentro de su cuerpo a su teléfono inteligente para un mejor diagnóstico. Otra aplicación es el biosensor sin etiquetas, un dispositivo que puede detectar sustancias químicas sin el impedimento de marcadores fluorescentes o radiactivos. La identificación de la estructura de ukidama es importante en este esfuerzo porque tener una nueva estructura aumenta las posibilidades de avances tecnológicos.

"Cuantos más parámetros podamos controlar, más flexibilidad tendremos en nuestras aplicaciones y dispositivos, "Prof. Mukhles Sowwan, dijo el autor y jefe de Nanoparticles by Design Unit de OIST. "Por lo tanto, necesitamos optimizar muchas propiedades de estas nanopartículas:el tamaño, composición química, cristalinidad forma, y estructura ".

El descubrimiento de la estructura de ukidama se encontró mediante la pulverización catódica de átomos de cobre y plata simultáneamente, pero de forma independiente, a través de un sistema de pulverización catódica de magnetrón a altas temperaturas. Cuando los átomos comenzaron a enfriarse, se combinaron en nanopartículas bimetálicas. Durante el proceso de pulverización catódica, los investigadores podrían controlar la proporción de plata a cobre, con la tasa de potencia con la que se pulverizaron los átomos. Descubrieron que la estructura de ukidama era posible, especialmente cuando el cobre era el elemento dominante, dado que los átomos de plata tienen una mayor tendencia a difundirse en la superficie de las nanopartículas. De sus hallazgos experimentales, el equipo pudo crear simulaciones que pueden mostrar claramente cómo se forman las nanopartículas de ukidama.

El equipo ahora está buscando ver si esta estructura se puede recrear en otros tipos de nanopartículas, lo que podría ser un paso aún mayor en la optimización de nanopartículas para aplicaciones biomédicas y nanotecnología.

"Diseñamos y optimizamos nanopartículas para dispositivos biomédicos y nanotecnología, ", Dijo Sowwan." Debido a que el ukidama es una nueva estructura, puede tener propiedades que podrían utilizarse en nuestras aplicaciones ".

Coautor, Antony Galea, anteriormente de Nanoparticles by Design Unit, fue responsable de la parte experimental de este estudio y desde entonces se ha trasladado a la Sección de Tecnología y Licencias de OIST para ayudar a que la investigación, como este trabajo que se realiza con nanopartículas que se pueden utilizar en aplicaciones, ingrese al mercado.

"Nuestro objetivo es llevar la investigación creada por OIST desde el laboratorio al mundo real, ", Dijo Galea." Esta es una forma en que el trabajo realizado en OIST, como por las Nanopartículas por Unidad de Diseño, puede beneficiar a la sociedad ".