(Phys.org) - Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un método para crear "nanovolcanes" al hacer brillar varios colores de luz a través de una "bola de cristal" a nanoescala hecha de un polímero sintético. Estos nanovolcanes pueden almacenar cantidades precisas de otros materiales y son prometedores para nuevas tecnologías de administración de fármacos.

Los investigadores crean los nanovolcanes colocando esferas esféricas, nanopartículas de polímero transparente directamente sobre la superficie plana de una película delgada. Luego hacen brillar luz ultravioleta a través de la esfera transparente, que dispersa la luz y crea un patrón en la película delgada. La película delgada está hecha de un material fotorreactivo que sufre un cambio químico dondequiera que haya sido golpeado por la luz. Luego, los investigadores sumergen la película delgada en una solución líquida que lava las partes de la película que fueron expuestas a la luz. El material que queda tiene la forma de un volcán a nanoescala.

"Podemos controlar el patrón de luz cambiando el diámetro de las esferas de nanopartículas, o cambiando la longitud de onda - o el color - de la luz que brillamos a través de las esferas, "dice Xu Zhang, estudiante de doctorado en ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State y autor principal de un artículo que describe el trabajo. "Eso significa que podemos controlar la forma y la geometría de estas estructuras, como el tamaño de la cavidad del nanovolcán ".

Los investigadores desarrollaron un modelo informático de alta precisión que predice la forma y las dimensiones de los nanovolcanes en función del diámetro de la esfera a nanoescala y la longitud de onda de la luz.

Debido a que estas estructuras tienen núcleos huecos medidos con precisión, y aberturas medidas con precisión en la "boca" de los nanovolcanes, son buenos candidatos para los mecanismos de administración de fármacos. El tamaño del núcleo permitiría a los usuarios controlar la cantidad de droga que almacenaría un nanovolcán. mientras que el tamaño de la abertura en la parte superior del nanovolcán podría usarse para regular la liberación de la droga.

"Los materiales utilizados en este proceso son relativamente económicos, y el proceso se puede ampliar fácilmente, "dice el Dr. Chih-Hao Chang, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State y coautor del artículo. "Además, podemos producir los nanovolcanes en una matriz de patrón uniforme, que también puede ser útil para controlar la administración de fármacos ".

El equipo de Chang ahora está trabajando para mejorar su comprensión de la tasa de liberación de los nanovolcanes, como la rapidez con que las nanopartículas de diferentes tamaños "escaparán" de los nanovolcanes con bocas de diferentes tamaños. "Esa es información esencial para las aplicaciones de administración de medicamentos, "Dice Chang.

"Es emocionante tomar nuestra comprensión de cómo la luz se dispersa por partículas y aplicarla a la nanolitografía para encontrar algo que realmente pueda ayudar a las personas".