BúsquedaUn importante avance en nanotecnología ha sido logrado por el Dr. Edgar Briones, investigador del Departamento de Matemáticas y Física del ITESO. Su estudio, publicado en la revista AIP Advances, propone una técnica innovadora para mejorar la gama cromática de las nanoestructuras de oro. Este trabajo abre nuevas posibilidades para el desarrollo de tecnologías ópticas más eficientes y sostenibles.
El estudio, titulado Improvingthe color gamutofgoldnanostructuresusing vertical tandem nano-disks, presenta una investigación sobre cómo las estructuras de discos nanométricos apilados en capas de oro y óxido de silicio (Au/SiO2/Au) pueden generar filtros de color con una mayor variedad cromática y mejor saturación. A través de simulaciones numéricas, Briones demostró que, al ajustar el grosor de las capas metálicas y dieléctricas, es posible manipular las propiedades ópticas de las nanoestructuras, lo que permite reflejar colores más vibrantes, desde tonos magenta y naranja hasta amarillos y rojizos.
Este estudio también profundiza en la resonancia de la luz con matrices metálicas en capas, lo que permite amplificar y ajustar la gama cromática de las nanoestructuras. De acuerdo con Briones, este avance no solo mejora las propiedades ópticas de las nanopartículas, sino que también abre la posibilidad de aplicaciones médicas, como la detección temprana de enfermedades. La capacidad de manipular la reflexión y absorción de luz en nanopartículas tiene implicaciones en tecnologías más allá de la óptica, incluyendo el diseño de nanosensores para diagnósticos rápidos.
Las nanoestructuras plasmónicas son partículas metálicas diminutas, como las de oro, que interactúan con la luz de manera especial debido a un fenómeno conocido como resonancia de plasmón de superficie localizado. Al ser iluminadas por ciertas longitudes de onda, estas nanopartículas pueden generar colores intensos y específicos. Este fenómeno no solo tiene aplicaciones en tecnologías ópticas avanzadas, sino que también está presente en productos de uso cotidiano como vidrios tintados, protectores solares y pruebas rápidas de diagnóstico. Incluso los romanos emplearon oro en la Copa de Licurgo, un objeto que cambia de color dependiendo de la luz, un precursor histórico de las nanoestructuras plasmónicas.
En la investigación de Briones, la creación de estructuras tipo "sándwich" (con capas alternas de oro, sílice y oro) permitió obtener una gama más amplia de colores, como magenta, naranja y amarillo, pero también reveló una propiedad sorprendente: las partículas se comportaron como pequeños imanes activados por la luz. Este descubrimiento podría tener implicaciones significativas para el desarrollo de materiales magnéticos y su integración en tecnologías futuras.
Gracias a modelos numéricos realizados con el software COMSOL Multiphysics, Briones y su equipo pudieron analizar cómo la separación entre las capas y el tamaño de las nanopartículas influyen en la reflexión y absorción de luz. Este estudio demuestra que es posible no solo manipular los colores reflejados, sino también abrir la puerta a aplicaciones más allá de la óptica, como la creación de imanes ópticamente activados. Según el investigador, el diseño de la estructura en "sándwich" podría implementarse en dispositivos médicos, especialmente aquellos que requieren alta precisión en la obtención de datos.
Además, los nanosensores creados a partir de estas nanopartículas pueden detectar biomoléculas asociadas a enfermedades. Estos sensores reaccionan con cambios de color, permitiendo que se determine la concentración de la sustancia presente. Cuanto más intenso sea el color, mayor será la concentración de la biomolécula detectada, lo que permite realizar diagnósticos rápidos y económicos, ideales para entornos donde el acceso a tecnología avanzada es limitado. Briones también menciona la aplicación de estas nanopartículas para la detección de sustancias como narcóticos, ofreciendo mayor sensibilidad que los métodos convencionales.
Este trabajo es la continuación de un estudio previo realizado en 2023, que exploró cómo la matriz hexagonal de nanoestructuras de oro podría transformar los colores de estos materiales. En su investigación actual, Briones amplió la gama cromática, incluyendo tonos como el magenta, naranja y amarillo, y mejoró la capacidad de las nanoestructuras plasmónicas para ofrecer filtros de color con mayor saturación. La evolución de esta tecnología tiene un impacto significativo en el diseño de materiales funcionales, además de impulsar avances en tecnología médica y óptica.
El Dr. Briones y su equipo del ITESO siguen a la vanguardia de la investigación en nanotecnología, demostrando que estas innovaciones no solo tienen aplicaciones en el campo óptico, sino que también podrían transformar sectores como la medicina, la industria química y el diagnóstico rápido.