Los investigadores de la Universidad de Kyoto han descubierto una forma de reemplazar los iones superficiales de los nanocristales de óxido de cobre en condiciones ambientales, una hazaña que hará que la producción de nanocajas sea considerablemente más sencilla.

Las nanocajas de semiconductores iónicos se pueden utilizar como materiales de conversión fotoeléctrica como los que se utilizan en los paneles solares. Como una jaula en el sentido literal, Las nanojaulas también pueden encapsular fármacos y enzimas, prometedores desarrollos adicionales para la administración selectiva de fármacos.

El nuevo método ideado por Hsin-Lun Wu y sus colegas de la Universidad de Kioto explota "moldes" de cristal preexistentes para hacer que los nanocristales de óxido de cobre se transformen en nanocajas huecas de sulfuro de cobre a través del intercambio aniónico. y finalmente en nanocajas de sulfuro de cadmio y sulfuro de zinc.

Las nanocajas aparecen en múltiples sistemas cristalinos dependiendo de sus formas, incluyendo sistemas cúbicos y hexagonales. Previamente, para derivar nanocajas hexagonales de sulfuro de zinc, fue necesario aplicar altas temperaturas hasta alrededor de 1000 grados centígrados a las nanojaulas de sulfuro de zinc con un sistema cúbico.

Con el método del equipo de Kyoto, todo lo que se necesita es exponer nanocristales de óxido de cobre hexaédricos o dodecaédricos al sulfuro de sodio; con este proceso, los aniones en la superficie son reemplazados, transformando la superficie del nanocristal en sulfuro de cobre. Además, el óxido de cobre en el interior se disuelve para crear una nanojaula hueca. Cuando estas nanojaulas de sulfuro de cobre se exponen a nitrato de cadmio o nitrato de zinc, los cationes de cobre se reemplazan para producir nanocajas de sulfuro de cadmio y nanocajas de sulfuro de zinc, respectivamente.

Los autores escriben que tales conversiones químicas pueden "superar las dificultades asociadas con el control del tamaño, forma, composición química, y estructura cristalina ".

"Nunca esperábamos que esto pudiera hacerse en un paso tan simple, "dice Toshiharu Teranishi, un autor principal del estudio.

El equipo espera probar este método en nanocristales con diversas composiciones iónicas. "Los nanocristales iónicos vienen en muchos sabores, ", dijo Teranishi." Estamos trabajando para averiguar si esto podría aplicarse como un método general no solo para los nanocristales de óxido de cobre, pero también para otros nanocristales iónicos ".