Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers y la Universidad Técnica de Dinamarca han desarrollado un método que permite mapear las respuestas individuales de las nanopartículas en diferentes situaciones y contextos. Los resultados allanan el camino para mejores nanomateriales y nanotecnología más segura y se publicaron recientemente en la revista. Comunicaciones de la naturaleza .

En el futuro, casi todas las nuevas tecnologías se basarán en la nanotecnología de alguna forma. Pero las nanopartículas son personalidades temperamentales. Incluso cuando se ven iguales desde la distancia, son obstinadamente individuales cuando te acercas a cada uno de ellos.

Svetlana Alekseeva y Christoph Langhammer en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, junto con investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca, han descubierto por qué las diferentes nanopartículas policristalinas se comportan de manera tan distinta cuando entran en contacto con el hidrógeno. Este conocimiento es esencial para desarrollar mejores detectores de hidrógeno, que se espera que jueguen un papel importante en la seguridad de los coches de hidrógeno.

"Nuestros experimentos mostraron claramente cómo la reacción con el hidrógeno depende de las características específicas de la forma en que se construyen las nanopartículas. Fue sorprendente ver qué tan fuerte era la correlación entre las propiedades y la respuesta, y qué tan bien podría predecirse teóricamente. "dice Svetlana Alekseeva, un postdoctorado en el Departamento de Física de la Universidad Tecnológica de Chalmers.

Una nanopartícula de un determinado material se compone de varios granos o cristales más pequeños. Por tanto, el número de granos y su disposición es crucial para determinar cómo reacciona la partícula en una determinada situación o con una determinada sustancia.

Alekseeva y sus colaboradores han producido mapas, efectivamente retratos virtuales, de nanopartículas de paladio individuales. Las imágenes muestran los granos como una serie de campos que se combinan en un mapa. Algunas partículas constan de una gran cantidad de granos, otros tienen menos granos, y los campos se limitan entre sí de diferentes maneras.

Este nuevo método de caracterización de nanopartículas se basa en una combinación de microscopía electrónica y microscopía óptica. Los mismos individuos son examinados usando ambos métodos y es posible monitorear su respuesta cuando se encuentran con otras sustancias. Por lo tanto, esto hace posible mapear las propiedades materiales básicas de las nanopartículas a nivel individual, y ver cómo estos se correlacionan con la respuesta de las partículas cuando interactúan con su entorno.

Como resultado, se abre un abanico casi infinito de posibilidades para futuras investigaciones y para el desarrollo de productos y nanomateriales técnicamente optimizados y más seguros desde una perspectiva medioambiental y sanitaria.

Las nanopartículas que se han investigado también funcionan como sensores en sí mismas. Cuando se iluminan, revelan cómo reaccionan con otras sustancias, como varios gases o fluidos. El equipo de investigación de Langhammer está trabajando actualmente en varios proyectos en esta área, incluidos algunos relacionados con la detección de hidrógeno.

Pero el conocimiento sobre las nanopartículas es necesario en una variedad de campos diferentes en la sociedad. Éstos incluyen, por ejemplo, en nuevos dispositivos electrónicos, baterías celdas de combustible, Convertidores catalíticos, textiles y en ingeniería química y biotecnología. Todavía hay mucho que desconocemos sobre cómo operan estas pequeñas partículas o llegarán a afectarnos a nosotros y al medio ambiente a largo plazo.

"La nanotecnología se está desarrollando rápidamente en el mundo, pero, hasta ahora, la investigación sobre nanoseguridad no avanza al mismo ritmo. Por lo tanto, debemos comprender mucho mejor los riesgos y lo que distingue a una nanopartícula peligrosa de una no peligrosa. "dice Christoph Langhammer, Profesor asociado del Departamento de Física, en Chalmers.

"Nuestro trabajo indica que no todo es lo que parece, son los detalles los que son cruciales. Para comprender si las nanopartículas son peligrosas para los humanos y por qué, animales o naturaleza, también necesitamos mirarlos individualmente. Nuestro nuevo método ahora nos permite hacer esto ".