Científicos de cuatro universidades de EE. UU. Han creado una forma de utilizar las nanoconchas activadas por luz de la Universidad de Rice como bloques de construcción para estructuras 2-D y 3-D que podrían encontrar uso en sensores químicos. nanoláseres y extraños metamateriales absorbentes de luz. Por mucho que un niño use bloques de Lego para construir modelos tridimensionales de edificios o vehículos complejos, los científicos están utilizando el nuevo método de autoensamblaje químico para construir estructuras complejas que pueden atrapar, almacenar y doblar la luz.

La investigación aparece en la edición de esta semana de la revista Ciencias .

"Usamos el método para hacer una estructura de siete nanocapas que crea un tipo particular de patrón de interferencia llamado resonancia Fano, "dijo el coautor del estudio, Peter Nordlander, profesor de física y astronomía en Rice. "Estas resonancias surgen de efectos peculiares de interferencia de ondas de luz, y ocurren solo en materiales hechos por el hombre. Debido a que estos heptámeros se ensamblan por sí mismos, son relativamente fáciles de hacer, por lo que esto podría tener importantes implicaciones comerciales ".

Debido a la naturaleza única de las resonancias Fano, los nuevos materiales pueden atrapar la luz, almacenar energía y desviar la luz de formas extrañas que ningún material natural puede hacer. Nordlander dijo que los nuevos materiales son ideales para fabricar sensores biológicos y químicos ultrasensibles. Dijo que también pueden ser útiles en nanoláseres y potencialmente en circuitos fotónicos integrados que funcionan con luz en lugar de electricidad.

El equipo de investigación fue dirigido por el físico aplicado de la Universidad de Harvard Federico Capasso y también incluyó a la inventora de nanoconchas Naomi Halas, El profesor Stanley C.Moore de Rice en Ingeniería Eléctrica e Informática y profesor de física, química e ingeniería biomédica.

Nordlander, el principal teórico del mundo sobre plasmónicos de nanopartículas, había predicho en 2008 que un heptámero de nanocapas produciría resonancias Fano. Ese documento estimuló los esfuerzos de Capasso para fabricar la estructura, Dijo Nordlander.

El nuevo método de autoensamblaje desarrollado por el equipo de Capasso también se utilizó para fabricar "trímeros" magnéticos de tres nanocapas. Las propiedades ópticas de estos se describen en el artículo de Science, que también analiza cómo el método de autoensamblaje podría usarse para construir estructuras tridimensionales aún más complejas.

Nanoconchas, los bloques de construcción que se utilizaron en el nuevo estudio, son aproximadamente 20 veces más pequeños que los glóbulos rojos. En forma, parecen bolas de leche malteada, pero están cubiertos de oro en lugar de chocolate, y su centro es una esfera de vidrio. Variando el tamaño del centro de vidrio y el grosor de la concha de oro, Halas puede crear nanocapas que interactúan con longitudes de onda de luz específicas.

"Las nanocapas ya se encontraban entre las más versátiles de todas las nanopartículas plasmónicas, y este nuevo método de autoensamblaje para estructuras complejas 2-D y 3-D simplemente se suma a eso, "dijo Halas, que ha ayudado a desarrollar una serie de aplicaciones biológicas para nanoconchas, incluyendo aplicaciones de diagnóstico y un procedimiento mínimamente invasivo para tratar el cáncer.