La nanociencia es el estudio de materiales que miden en la escala de una milmillonésima parte de un metro de longitud. Si bien "diminuto" es la naturaleza misma de este campo científico, La nanociencia es una fuerza enorme detrás de la tecnología y la comunicación modernas, con promesas en muchos más campos. Cualquiera que use un teléfono celular o una computadora portátil ha visto el resultado de los científicos de materiales que estudian los misteriosos comportamientos químicos a nanoescala.

Peng Zhang, profesor del Departamento de Química de Dalhousie, dirige un equipo de investigación en nanociencia de estudiantes de pregrado y posgrado. Publicado esta semana en la prestigiosa revista científica Comunicaciones de la naturaleza , El descubrimiento del equipo de Zhang sobre una nueva metodología para estudiar estructuras de nanopartículas hará que la ciencia de los materiales y las comunidades biomédicas vibren de emoción.

El Dr. Zhang y su estudiante de doctorado Daniel Padmos examinaron nanopartículas de oro y plata, dos materiales muy importantes, particularmente en el futuro de la biomedicina. En este tamaño, el oro y la plata se ven y se comportan de manera muy diferente a como lo hacen cuando se usan para hacer anillos y collares.

"Solo cuando son muy pequeños comienzan a mostrar nuevas propiedades, y estas propiedades se pueden utilizar en muchas aplicaciones biomédicas diferentes, "explica el Dr. Zhang, autor principal del estudio.

Nanogold, por ejemplo, tiene unas propiedades ópticas increíbles que le permiten absorber muy bien la energía luminosa. Actualmente solo probado en ratones, Los científicos biomédicos han desarrollado fármacos con nano oro para atacar tumores malignos. El nano oro atrae la luz emitida por las terapias con láser y calienta la masa cancerosa. ayudando a destruir el tumor. Por otra parte, La nanoplata podría tener aplicaciones potenciales en la lucha contra las enfermedades bacterianas.

Descubriendo la forma

La forma de la superficie de las nanopartículas es clave, porque diferentes formas conducen a diferentes propiedades y diferentes propiedades conducen a diferentes comportamientos. Para comprender mejor las aplicaciones potenciales del nano oro y la nanoplata a largo plazo, Los científicos primero deben saber mucho más sobre la estructura de su superficie. Pero, La materia a nanoescala es un desafío de observar.

"Estas nanopartículas son muy difíciles de estudiar, "explica el Dr. Zhang, señalando que las técnicas ordinarias como los microscopios electrónicos no proporcionan la cantidad de detalles necesarios para comprender lo que está sucediendo en la superficie de los nanomateriales.

"Usamos algunas técnicas bastante poderosas para descubrir esta estructura de superficie por primera vez, "dijo el Dr. Zhang.

Dr. Zhang, Padmos y sus colaboradores de Northwestern University y University of California, Riverside combinó una poderosa radiografía de una instalación de sincrotrón del tamaño de una milla con modelado por computadora basado en la teoría funcional de la densidad. Al hacer esto, el equipo pudo estudiar exhaustivamente la superficie de una nanopartícula. En su sistema de nanomateriales compuesto principalmente de oro, plata y cloruro, incluso descubrieron más sobre cómo el cloruro interactúa con el nano oro y la nanoplata, manteniéndolos estables.

"Es un poco como cocinar, "explica el Dr. Zhang." Agrega un montón de ingredientes, pero necesitas saber cómo van juntos. [Los científicos de materiales] saben que el cloruro es importante, pero no sabíamos cómo se queda en la superficie del nano oro y nanoplata. Nuestro equipo descubrió cómo, a nivel atómico ".

Un paso más cerca

La metodología del equipo de investigación de Dal ahora se puede utilizar para estudiar otros nanomateriales, expandiendo aún más el conocimiento en la investigación en nanociencia y diseñando los componentes básicos para descubrimientos innovadores en aplicaciones biomédicas.

"Esta experiencia fortalece mi interés en este tipo de investigación, "dijo Padmos. En el futuro, Él planea aprovechar esta investigación para desarrollar nuevos sistemas funcionales de nanomateriales y probar su potencial biomédico.