Un nuevo tipo de nanopartícula que se asemeja a la estrella de David de seis puntas (Magen David) que es el símbolo de la bandera de Israel ha sido descubierto por investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén. El descubrimiento, los investigadores dicen, puede conducir a nuevas formas de detectar la glucosa en el diagnóstico de diabetes o proporcionar un catalizador para capturar la energía del sol y convertirla en combustible limpio.
Su trabajo, ellos además creen, contribuye en gran medida a comprender cómo se forman las nanopartículas híbridas. Las nanopartículas híbridas son sistemas que combinan dos o más materiales diferentes en la misma partícula en los que la combinación proporciona multifuncionalidad a la partícula. El descubrimiento de los científicos de la Universidad Hebrea se describe en un artículo publicado ahora en línea y en la edición de octubre de 2010 de la revista. Materiales de la naturaleza .
Las nuevas partículas en forma de Estrella de David, con tallas 10, 000 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano, fueron descubiertos por el grupo de investigación de Uri Banin, el profesor Alfred and Erica Larisch Memorial y el director del Centro de Nanociencia y Nanotecnología de la Familia Harvey M. Kruger en la Universidad Hebrea.
Los investigadores han estado trabajando para intentar desarrollar nuevas nanopartículas hechas de dos tipos de materiales unidos. Hasta aquí, los científicos solo han tenido conocimiento de nanopartículas en las que un material encapsula al otro (parecido a un huevo y una yema), o donde se forma una isla de un material sobre el otro (muy parecido a la cabeza de un fósforo en un palo de fósforo). Este no fue el caso con las formas de la Estrella de David.
Dra. Janet Macdonald, becario postdoctoral en el grupo de Banin, trabajó en la síntesis de nanopartículas combinando sulfuro de cobre, un mineral común con propiedades semiconductoras, y rutenio, un metal con propiedades químico-catalíticas excepcionales. En lugar de las esperadas islas de rutenio en las partículas de semillas, lo que vio en las imágenes del microscopio electrónico fueron partículas con patrones de rayas sorprendentes y formas de estrella de David.
Lo que siguió fue la difícil tarea de averiguar la forma tridimensional de las partículas que podrían dar tales imágenes. El misterio tardó meses en resolverse y confirmarse mediante un análisis cuidadoso y con la ayuda de la Dra. Maya Bar Sadan y el Dr. Lothar Houben del Centro Ernst Ruska de Microscopía y Espectroscopía con Electrones en Juelich, Alemania.
Los investigadores generaron una imagen tridimensional de las diminutas nanopartículas utilizando un potente microscopio electrónico y encontraron que las estrellas de David son, notablemente, "nano-jaulas". Las partículas son de tamaño nanométrico, cristales hexagonales, cada uno con un pequeño marco de metal que los envuelve y los encierra como una jaula de pájaros, pero 100 millones de veces más pequeño. Debido a que la nano-jaula es hexagonal, al mirar fotos de ellos desde arriba, aparecen como estrellas de David. Nadie había visto antes formarse nanopartículas híbridas con una estructura de jaula así.
La exploración de las posibles aplicaciones de las nano Estrellas de David acaba de comenzar, y ya han demostrado que no solo son bellas; la composición y la forma única de la jaula los hace útiles. La primera aplicación demostrada fue en el uso de nano-jaulas como sensores. Los investigadores recubrieron un electrodo con las nano-jaulas de la Estrella de David y demostraron que es posible detectar con el nuevo dispositivo cantidades diminutas de peróxido de hidrógeno. Las partículas de sulfuro de cobre no enjauladas por sí solas no eran sensibles, y notablemente, la adición del marco de metal aumentó la señal eléctrica de detección 200 veces. La detección de peróxido es un primer paso hacia nuevos y mejores sensores de glucosa. que tiene importantes implicaciones médicas, incluso para el diagnóstico de diabetes.
Pero Banin y sus investigadores tienen aspiraciones más amplias para las nanoestrellas de David:probar estos materiales como sensores para otras aplicaciones médicas y ambientales, y explorar si pueden usarse como fotocatalizadores para usar la luz solar para producir "combustible verde".
