Un equipo de científicos dirigido por Eugenia Kumacheva, del Departamento de Química de la Universidad de Toronto, ha descubierto una forma de predecir la organización de nanopartículas en formas más grandes tratándolas de la misma manera que conjuntos de moléculas formadas a partir de reacciones químicas estándar.

"En la actualidad, no existe ningún modelo que describa la organización de las nanopartículas, ", dice Kumacheva." Nuestro trabajo allana el camino para la predicción de las propiedades de los conjuntos de nanopartículas y para el desarrollo de nuevas reglas de diseño para tales estructuras ".

El enfoque de la nanociencia está cambiando gradualmente de la síntesis de nanopartículas individuales a su organización en estructuras más grandes. Para utilizar conjuntos de nanopartículas en dispositivos funcionales como dispositivos de almacenamiento de memoria o guías de ondas ópticas, es importante lograr el control de su estructura.

Según las observaciones de los investigadores, la autoorganización de nanopartículas es una estrategia eficiente para producir nanoestructuras con complejos, arquitecturas jerárquicas. "La última década ha sido testigo de un gran progreso en la nanociencia, en particular el autoensamblaje de nanopartículas, pero la predicción cuantitativa de la arquitectura de los conjuntos de nanopartículas y de la cinética de su formación sigue siendo un desafío, "Ella continúa." Informamos sobre la notable similitud entre el autoensamblaje de nanopartículas metálicas y las reacciones químicas que conducen a la formación de moléculas de polímero. Las nanopartículas actúan como unidades individuales multifuncionales, que forman reversible, enlaces no covalentes en ángulos de enlace específicos y se organizan en un polímero altamente ordenado ".

"Desarrollamos un nuevo enfoque que permite una predicción cuantitativa de la arquitectura lineal, ramificado y nanoestructuras cíclicas autoensambladas, sus números de agregación y distribución de tamaño, y la formación de isómeros estructurales ".

A Kumacheva se unieron en la investigación los becarios postdoctorales Kun Liu, Nana Zhao y Wei Li, y el ex estudiante de doctorado Zhihong Nie, junto con el profesor Michael Rubinstein de la Universidad de Carolina del Norte. Como químicos de polímeros, el equipo examinó de forma poco convencional la organización de las nanopartículas.

"Los tratamos como moléculas, no partículas, que en un proceso parecido a una reacción de polimerización, organizarse en conjuntos similares a polímeros, "dice Kumacheva." Usando esta analogía, Usamos la teoría de la polimerización y predecimos la arquitectura de las llamadas 'moléculas' y también encontramos otras, características inesperadas que pueden encontrar aplicaciones interesantes ".