Científicos que trabajan para hacer nanopartículas aún más pequeñas, conservando sus útiles propiedades ópticas, creen que han descubierto una manera de superar una restricción física fundamental conocida como "extinción térmica".

Los investigadores, del Instituto de Materiales y Dispositivos Biomédicos de UTS (IBMD), creen que este descubrimiento elimina un obstáculo para nuevas mejoras en la resolución y la sensibilidad en áreas como las tecnologías de visualización, tintas de seguridad, y bioimagen, con el potencial de estimular las innovaciones de fabricación en Australia.

Para superar el enfriamiento que atenúa el brillo de las nanopartículas ultrapequeñas, los físicos de la UTS desarrollaron un nuevo tipo de nanopartículas llamadas "puntos térmicos". Al recolectar calor y energía térmica, y convertir esta energía en más emisiones de luz, los investigadores demostraron un aumento de 1000 veces en el brillo de las nanopartículas.

Publicado en Fotónica de la naturaleza , el autor principal, el Dr. Jiajia Zhou del Instituto de Materiales y Dispositivos Biomédicos de UTS (IBMD), dice que este descubrimiento "nos permite demostrar el termómetro más pequeño, solo 10 nm más pequeño que el tamaño de una sola molécula, para medir los cambios de temperatura localizados a nanoescala utilizando luz ".

Profesor Dayong Jin, Director de IBMD, dice que a medida que crece la demanda de dispositivos más pequeños con funcionalidades cada vez más integradas, también lo hace la necesidad de "bloques de construcción" más pequeños y brillantes para estas tecnologías.

"Sin embargo, las nanopartículas tienen una capa superficial 'complicada' que es muy difícil de entender, "Dice el profesor Jin.

"Cuanto más pequeña es la nanopartícula, mayor es el área de superficie, y por debajo de 10 nm, la enorme relación superficie / volumen da como resultado una capa oscura que es ópticamente inactiva.

"Descubrimos que esta capa oscura es sensible a la temperatura, lo que nos permite encontrar una nueva forma de activar la intensidad y demostrar que las nanopartículas por debajo de 10 nm todavía pueden emitir fluorescencia de manera eficiente". "Dice el profesor Jin.

Dr. Zhou, que recibió financiación para este proyecto del Consejo de Investigación de Australia como becario de investigación de DECRA, muestra que los puntos térmicos se pueden utilizar para fabricar tintas de seguridad para aplicaciones de detección de fraude y antifalsificación.

"Este descubrimiento también destaca el potencial de nuevos tipos de nanosensores para el diagnóstico temprano de enfermedades, incluidos nanotermómetros de alta sensibilidad que pueden proporcionar una forma no invasiva de responder a muchas preguntas biológicas a nanoescala, como cómo se desarrollan y diferencian las células en el cáncer, "Dice el Dr. Zhou.

"El potencial de este enfoque es muy amplio y también podría aplicarse para mejorar significativamente la eficiencia de las películas de células solares orgánicas y las pantallas de luz que utilizan micro LED".