(Phys.org) —Las aleaciones como el bronce y el acero han sido transformadoras durante siglos, produciendo máquinas de primera línea necesarias para la industria. A medida que los científicos avanzan hacia la nanotecnología, sin embargo, el enfoque se ha desplazado hacia la creación de aleaciones a escala nanométrica, produciendo materiales con propiedades a diferencia de sus predecesores.

Ahora, La investigación de la Universidad de Pittsburgh demuestra que las aleaciones a escala nanométrica poseen la capacidad de emitir luz tan brillante que podrían tener aplicaciones potenciales en medicina. Los hallazgos se han publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

"Demostramos aleaciones que son algunas de las más brillantes, especies emisoras de luz del infrarrojo cercano conocidas hasta la fecha. Son 100 veces más brillantes que lo que se usa ahora, "dijo Jill Millstone, investigador principal del estudio y profesor asistente de química en la Facultad de Artes y Ciencias Kenneth P. Dietrich de Pitt. "Piense en una partícula que no solo ayudará a los investigadores a detectar el cáncer antes, sino que también se utilizará para tratar el tumor, también."

En el papel, Millstone presenta aleaciones con propiedades drásticamente diferentes a las anteriores, incluida la emisión de luz del infrarrojo cercano (NIR), según su tamaño, forma, y química de superficies. NIR es una región importante del espectro de luz y es parte integral de la tecnología que se encuentra en entornos médicos y científicos. dijo Millstone. Ella usa un puntero láser como ejemplo.

"Si coloca el dedo sobre un láser rojo [que está cerca de la región de luz NIR del espectro], Verás brillar la luz roja. Sin embargo, si hace lo mismo con un láser verde [luz en la región visible del espectro], tu dedo lo bloqueará por completo, ", dijo Millstone." Este ejemplo muestra cómo el cuerpo puede absorber bien la luz visible pero no absorbe la luz roja también. Eso significa que el uso de emisores NIR para visualizar células y, en última instancia, partes del cuerpo, es prometedor para diagnósticos mínimamente invasivos ".

Además, La demostración de Millstone es única porque pudo mostrar, por primera vez, una composición continuamente sintonizable para aleaciones de nanopartículas; esto significa que la proporción de materiales se puede modificar según la necesidad. En los estudios metalúrgicos tradicionales, materiales como los aceros se pueden adaptar en gran medida a la aplicación, decir, para un ala de avión versus una olla. Sin embargo, las aleaciones a nanoescala siguen reglas diferentes, dice Millstone. Debido a que las nanopartículas son tan pequeñas, los componentes a menudo no permanecen juntos y, en cambio, se separan rápidamente, como aceite y vinagre. En su papel Millstone describe el uso de pequeñas moléculas orgánicas para "pegar" una aleación en su lugar, para que los dos componentes permanezcan mezclados. Esta estrategia condujo al descubrimiento de la luminiscencia NIR y también allana el camino para otros tipos de aleaciones de nanopartículas que son útiles no solo en la obtención de imágenes, pero en aplicaciones como la catálisis para la conversión a escala industrial de combustibles fósiles en productos químicos finos.

Millstone dice que, en conjunto, estas observaciones proporcionan una nueva plataforma para investigar los orígenes estructurales de la fotoluminiscencia de las nanopartículas metálicas pequeñas y de la formación de aleaciones en general. Ella cree que estos estudios deberían conducir directamente a aplicaciones en áreas de necesidad nacional como la salud y la energía.