Investigadores de ingeniería de la Universidad de Florida han descubierto que pueden encender ciertas nanopartículas usando un láser de baja potencia, un desarrollo que dicen que abre la puerta a una ola de nuevas tecnologías en el cuidado de la salud, informática y diseño automotriz.

Un artículo sobre la investigación aparece en la edición en línea anticipada de esta semana de Nanotecnología de la naturaleza .

Vijay Krishna, Nathanael Stevens, Ben Koopman y Brij Moudgil dicen que usaron láseres no mucho más intensos que los que se encuentran en los punteros láser para iluminarse, calentar o encender moléculas de carbono fabricadas, conocidos como fullerenos, cuyas formas parecidas a pelotas de fútbol habían sido distorsionadas de ciertas formas. Dijeron que el descubrimiento sugiere una gran cantidad de nuevas aplicaciones importantes para estas moléculas llamadas "fullerenos funcionalizados" que ya se están desarrollando para una amplia gama de industrias y productos comerciales y médicos.

"La belleza de esto es que solo requiere un láser de muy baja intensidad, "dijo Moudgil, profesor de ciencia e ingeniería de materiales y director del Centro de Investigación de Ingeniería de Partículas de la facultad de ingeniería, donde se realizó la investigación.

Los investigadores utilizaron láseres con una potencia en el rango de 500 milivatios. Aunque débil según los estándares del láser, los investigadores creen que los láseres tienen suficiente energía para iniciar el desenrollado o desenrollado de los fullerenos modificados o funcionalizados. Ese proceso, ellos creen, libera rápidamente la energía almacenada cuando las moléculas se forman en sus formas inusuales, causando luz, Calor o quemar en diferentes condiciones.

los Nanotecnología de la naturaleza El documento dice que los investigadores probaron la técnica en tres posibles aplicaciones.

En el primero, infundieron células cancerosas en un laboratorio con una variedad de fullerenos funcionalizados conocidos por ser biológicamente seguros llamados polihidroxi fullerenos. Luego usaron el láser para calentar los fullerenos, destruyendo las células cancerosas desde adentro.

"Causó estrés en las células, y luego, después de 10 segundos, solo vemos que las celdas se abren, "dijo Krishna, un asociado postdoctoral en el Centro de Investigación en Ingeniería de Partículas.

Dijo que el hallazgo sugiere que los médicos podrían dosificar a los pacientes con polihidroxi fullerenos, identificar la ubicación de los cánceres, luego trátelos con láseres de baja potencia, dejando ilesos otros tejidos. Otra aplicación sería la de obtener imágenes de la ubicación de tumores u otras áreas de interés en el cuerpo utilizando la capacidad de los fullerenos para iluminarse.

El documento también informa que los investigadores utilizaron fullerenos para encender una pequeña carga explosiva. El láser débil contenía mucha menos energía que los iniciadores de explosivos eléctricos estándar, los investigadores dijeron, sin embargo, todavía encendió un tipo de fullerenos funcionalizados llamados carboxifulerenos. Ese evento, a su vez, encendió explosivos comparativamente poderosos utilizados en detonadores tradicionales.

Minería, Las cuadrillas de excavación o demolición de túneles tienden actualmente líneas eléctricas a explosivos, un proceso costoso y que requiere mucho tiempo para explosivos distantes. El experimento sugiere que las tripulaciones podrían usar detonadores armados con fullerenos y simplemente apuntar un láser para dispararlos.

"Los tapones de explosión tradicionales requieren mucha energía para encenderse; utilizan un filamento de tungsteno caliente, "dijo Nathanael Stevens, un asociado postdoctoral en el Centro de Investigación en Ingeniería de Partículas. "Entonces, es interesante que podamos hacerlo con solo un láser de baja potencia ".

Los investigadores recubrieron papel con polihidroxi fullerenos, luego usó un láser de ultra alta resolución para escribir una versión en miniatura de las letras "UF". La demostración sugiere que la técnica podría usarse para muchas aplicaciones que requieren preciso, litografía. Moudgil dijo que los investigadores habían desarrollado una aplicación prometedora que involucraba la creación de patrones intrincados en chips de computadora.

Aunque no se comenta en el documento, Otras aplicaciones potenciales incluyen la infusión de fullerenos en gasolina, luego encendiéndolos con láseres en lugar de las tradicionales bujías en los motores de los automóviles, Dijo Moudgil. Debido a que es probable que el proceso queme más gasolina que ingresa a los cilindros, podría hacer que los automóviles fueran más eficientes y menos contaminantes.

Los investigadores han identificado más de una docena de aplicaciones potenciales y han solicitado varias patentes. El artículo Nature Nanotechnology de esta semana es la primera publicación científica sobre el descubrimiento y la nueva técnica.