Las nanopartículas tienen propiedades únicas que las convierten en herramientas excepcionales con una variedad de aplicaciones, desde medicina hasta electrónica. Uno de los hechos menos conocidos sobre ellos es que su superficie juega un papel crucial en su comportamiento y funcionalidad.

La investigación dirigida por Vladimir Baulin, distinguido investigador del Departamento de Química Física e Inorgánica de la Universitat Rovira i Virgili y Wolfgang Parak, profesor de la Universität Hamburg, ha revelado que las moléculas llamadas ligandos pueden crear entornos locales únicos dentro de la superficie de las nanopartículas. Los resultados de esta investigación han sido publicados en Accounts of Chemical Research .

El estudio ha demostrado que los ligandos actúan como una capa protectora que proporciona estabilidad a las nanopartículas y evita que se acumulen. Pero su influencia va más allá de la simple estabilidad.

Según esta investigación, los ligandos también pueden cambiar su carga superficial atrayendo o repeliendo iones. Esto modifica la carga efectiva de la nanopartícula y, por tanto, sus propiedades. Este fenómeno se conoce como "detección de Debye".

"Este cambio en la carga puede tener un efecto dominó y afectar otras propiedades que inicialmente pueden haberse pasado por alto. Este entorno local puede tener un impacto significativo en el comportamiento de la nanopartícula, alterando sus interacciones con otras moléculas y afectando su funcionalidad". añade Baulin.

Comprender el papel de los ligandos y su capacidad para crear diferentes entornos locales es fundamental si el campo de investigación quiere determinar cómo pueden afectar el comportamiento de las nanopartículas en aplicaciones como la detección, la administración de fármacos o la catálisis.

En particular, este fenómeno de alteración de las propiedades de la superficie tiene implicaciones importantes para las aplicaciones de detección. La concentración de las sustancias que se miden puede variar considerablemente si están cerca de la superficie de la nanopartícula en comparación con la solución en general. Comprender y explotar esta variación puede conducir al desarrollo de tecnologías de detección más precisas y sensibles.

Además, el papel de los ligandos también se puede aprovechar para modular las reacciones químicas que tienen lugar cerca de la superficie de la nanopartícula. Al diseñar ligandos cuidadosamente, se pueden crear entornos que filtren selectivamente moléculas, aceleren reacciones o atraigan proteínas específicas, incluso en concentraciones bajas.

Estos hallazgos pueden tener un impacto significativo en diversos campos, desde la salud hasta la producción química y la nanotecnología.

Más información: Florian Schulz et al, entornos locales creados por el recubrimiento de ligandos de nanopartículas y sus implicaciones para la detección y las reacciones superficiales, Relatos de investigación química (2023). DOI:10.1021/acs.accounts.3c00139

Información de la revista: Relatos de investigaciones químicas

Proporcionado por Universidad de Rovira i Virgili