Los investigadores ahora han logrado determinar qué sucede cuando la luz es absorbida por nanoclusters extremadamente pequeños de átomos de plata. Los resultados pueden tener una aplicación útil en el desarrollo de biosensores y en la formación de imágenes.
Combinando química y nanotecnología, En los últimos años, la comunidad de investigadores ha desarrollado una especie de nanoclusters extremadamente pequeños que constan de unos pocos átomos de metales nobles unidos a un fragmento de ADN. Tales complejos son de gran interés debido a sus propiedades ópticas. Se considera que tienen un gran potencial, por ejemplo, en las aplicaciones de imágenes y desarrollo de biosensores. Las etiquetas fluorescentes y los biosensores fabricados con estos nanoclusters de plata se pueden utilizar en varias áreas diferentes, desde el diagnóstico médico y la industria farmacéutica.
En los biosensores y marcadores fluorescentes actuales se utilizan diferentes tipos de moléculas, pero hay varias razones para explorar la posibilidad de utilizar también nanoclusters de átomos de plata. Una de las principales ventajas de estos nanoclusters es que absorben la luz de manera muy eficiente. Otra ventaja es que no son tóxicos. Es más, los nanoclusters son muy fotoestables, es decir, no sufren cambios químicos cuando se exponen a la luz solar.
"Realmente sabemos muy poco sobre estos nanoclusters. Hasta ahora, nadie ha medido los niveles de energía en ellos ", dice Donatas Zigmantas, profesor asociado en la Universidad de Lund en Suecia.
En un nuevo estudio, él y su colega Erling Thyrhaug, junto con investigadores de la Universidad de Copenhague, por lo tanto, han estudiado nanoclusters que constan de 20 átomos de plata. Por primera vez, los investigadores lograron medir los niveles de energía exactos e identificaron que el flujo de energía ultrarrápido está relacionado con los cambios estructurales que ocurren cuando la luz excita estos nanoaglomerados. El proceso es indescriptiblemente rápido. Ocurre en menos de una millonésima de millonésima de segundo.
"En nuestro estudio, mostramos cómo la relajación del nanocluster excitado a través de los niveles de energía está relacionada con los movimientos de los átomos en el nanocluster. Este tipo de dinámica nunca se había mostrado antes en un nanocluster metálico ", dice Donatas Zigmantas.
Los resultados del estudio actual proporcionan conocimiento de las propiedades básicas del mundo interior del nanocluster de metales nobles que, según los investigadores, a largo plazo será útil en el desarrollo de productos relacionados tanto con biosensores como con microscopía. Los resultados también pueden contribuir a una comprensión más profunda de los mecanismos de transferencia de energía, que implican movimientos tanto de los electrones como de los núcleos, que son esenciales para una captura de luz eficiente mediante sistemas fotosintéticos naturales y células solares.
