La sociedad moderna está trabajando más cerca de la nanoescala de lo que cree. Los avances y avances en el desarrollo y la manipulación de nanoestructuras han llevado a un progreso tecnológico que no solo impulsa los dispositivos de detección y generación de imágenes, sino que también hace posibles los pilares de la vida moderna, como las pantallas táctiles y las pantallas LED de alta resolución.

Una nueva revisión escrita por líderes internacionales en su campo, y publicado en Naturaleza , se centra en las nanopartículas luminiscentes en el corazón de muchos avances y las oportunidades y desafíos para que estas tecnologías alcancen su máximo potencial.

Autor principal, Profesor Dayong Jin, dice que al tratar de comprender cómo se comportan las nanopartículas individuales, los científicos están haciendo preguntas muy fundamentales para desarrollar herramientas que puedan usarse para realizar avances tecnológicos en diversas áreas, incluida la medicina personalizada, ciberseguridad y comunicación cuántica.

"El propósito de este campo es comprender realmente las propiedades de estos átomos artificiales para que sus propiedades puedan controlarse y adaptarse a la aplicación que necesitamos, ", dice. El profesor Jin es el Director del Instituto de Materiales y Dispositivos Biomédicos (IBMD) de la Universidad de Tecnología de Sydney (UTS) y director del Centro de Investigación Conjunto UTS-SUStech para Materiales y Dispositivos Biomédicos.

El documento traza el aumento de las mediciones de moléculas individuales y el rápido progreso de la microscopía óptica que hizo posible 'ver' la fluorescencia de fotones individuales y, de este modo, el descubrimiento de la fotofísica subyacente de la nanoescala. Desde puntos cuánticos hasta puntos de carbono, nanodiamantes fluorescentes y nanopartículas fabricadas a partir de minerales oscuros como la perovskita, todas herramientas prometedoras para aplicaciones tan diversas como la obtención de imágenes, detección de biomarcadores y almacenamiento de datos.

Pero como admiten los autores, "cuanto más buscamos la perfección en el diseño de nanopartículas, cuanto más difíciles se vuelven los desafíos ".

El autor principal, el Dr. Jiajia Zhou de UTS IBMD, que se especializa en la construcción de espectroscopía óptica de una sola partícula para descubrir el comportamiento más impredecible de las nanopartículas, dice que existe una demanda de nanopartículas más pequeñas y eficientes con nuevas funciones y características deseables.

“Especialmente para aplicaciones biomédicas e intracelulares como sondas y sensores moleculares. Aquí estamos hablando de solo unos pocos nanómetros de tamaño donde el desafío de formar nanopartículas uniformes y controlar su forma, el tamaño y las propiedades ópticas requieren nuevos conocimientos sobre la química de la superficie de las nanopartículas, por ejemplo, " ella dice.

Todavía, en un campo que se mueve muy rápido, el potencial parece estar limitado solo por la imaginación científica y, más como, la capacidad de las disciplinas científicas y de la ingeniería para integrar conocimientos y habilidades, dicen los autores.

"Este documento es una gran encuesta y destaca la necesidad de un esfuerzo y recursos globales hacia la investigación fundamental necesaria para seguir empujando los límites de lo que es posible en la nanoescala, para que la sociedad pueda beneficiarse de las numerosas oportunidades emergentes, "Dice el profesor Jin.

El profesor Jin imagina un mundo en el que se utilizan pinzas a nanoescala para ensamblar dispositivos híbridos basados ​​en nanopartículas y en el que se pueden utilizar firmas biomédicas para responder preguntas sobre la respuesta de un individuo a las terapias con medicamentos. todo de una gota de sangre.

"Todos los días, cuando las personas disfrutan de usar teléfonos inteligentes y pantallas táctiles para enviar mensajes, y pantallas de alta resolución para ver imágenes y ver videos, podrían olvidar de dónde proviene esta tecnología.

"Estas tecnologías pueden parecer proyectos de ingeniería, pero en realidad son el resultado de décadas de investigación de científicos y estudiantes que trabajan 'en la oscuridad' para responder preguntas fundamentales sobre cómo funciona la naturaleza en las escalas más pequeñas, " él dijo.