{"id":12220,"date":"2015-03-28T08:17:54","date_gmt":"2015-03-28T07:17:54","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=12220"},"modified":"2015-03-28T08:17:54","modified_gmt":"2015-03-28T07:17:54","slug":"nanofotonica-luz-nanoparticulas-futuro-tecnologico-7","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2015\/03\/28\/nanofotonica-luz-nanoparticulas-futuro-tecnologico-7\/","title":{"rendered":"Nanofot\u00f3nica: luz + nanopart\u00edculas = Futuro tecnol\u00f3gico"},"content":{"rendered":"
\u00a0Entradas anteriores<\/a><\/p>\n
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\u00a0\u00a0 \u00a1Los Elementos!<\/a><\/h3>\n

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Han pasado ya cincuenta a\u00f1os que Richard Feynman dictara su famosa charla:\u00a0 There is plenty of room at<\/em> the bottom: An invitation to enter a new<\/em> field of physics (Hay suficiente espacio en<\/em> el fondo: Una invitaci\u00f3n a entrar en un<\/em> campo en la F\u00edsica)<\/em>. En ella estableci\u00f3 que las leyes de la F\u00edsica no impiden manipular las cosas \u00e1tomo a \u00e1tomo; –\u201ces algo que <\/em>no se ha hecho debido a que somos<\/em> demasiado grandes para hacerlo\u201d-. Eso ha quedado atr\u00e1s y, en la actualidad, s\u00ed que se manipulan los \u00e1tomos.<\/em><\/p>\n


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Desde entonces se ha buscando la manera de poder dise\u00f1ar los materiales \u00e1tomo a \u00e1tomo. De hecho, los materiales nanoestructurados ya han sido utilizados en aplicaciones pr\u00e1cticas, siendo importantes en nuestra vida diaria. El color rojo de los vitrales en las catedrales g\u00f3ticas de Europa se obten\u00eda utilizando nanopart\u00edculas de oro; la pel\u00edcula fotogr\u00e1fica utiliza nanopart\u00edculas de plata; los bloqueadores solares utilizan nanopart\u00edculas de di\u00f3xido de titanio y de zinc como parte activa.<\/p>\n

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El resultado m\u00e1s vistoso de estas nanoestructuras es la capacidad para poder sintonizar la longitud de onda o color de la emisi\u00f3n.<\/p>\n

El primer caso es una aplicaci\u00f3n del efecto nano del oro y es quiz\u00e1s la primera aplicaci\u00f3n de la nanotecnolog\u00eda. Quiz\u00e1s el mayor desarrollo de las nanoestructuras se dio con el descubrimiento de la microscopia de fuerza at\u00f3mica ya que con esta se pod\u00eda manipular a los \u00e1tomos o part\u00edculas muy peque\u00f1as. Hoy d\u00eda, la investigaci\u00f3n en el campo de los materiales nanoestructurados se ha multiplicado y sus aplicaciones abarcan todas las disciplinas convirtiendo a la nanotecnolog\u00eda en un campo interdisciplinario. Muchos pa\u00edses han implementado programas especiales para la investigaci\u00f3n en este campo invirtiendo grandes cantidades de dinero. La apuesta puede ser de alto riesgo, pero el premio promete ser enorme.<\/p>\n

\"200\"<\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Richard Feynman<\/p>\n

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Hoy d\u00eda se estima el mercado de la nanotecnolog\u00eda en cientos de miles de millones de d\u00f3lares. Nuestro pa\u00eds tambi\u00e9n ha apoyado la iniciativa aunque en menor proporci\u00f3n. De hecho la nanotecnolog\u00eda no es una prioridad dentro de nuestro sistema de investigaci\u00f3n, no hay programas especiales de apoyo econ\u00f3mico en este t\u00f3pico y se compite por igual con todas las \u00e1reas. Con pocos recursos econ\u00f3micos se poca infraestructura y en general grupos peque\u00f1os lo que dificulta la capacidad para competir. A\u00fan con estas limitaciones, se han obtenido excelentes resultados y hay grupos en nuestro pa\u00eds que cuentan con reconocimiento internacional.<\/p>\n

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\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Materiales nanoestructurados y nanotecnolog\u00eda<\/strong><\/p>\n

Los materiales nanoestructurados (NEMs, por siglas en ingl\u00e9s) han despertado r\u00e1pidamente un gran inter\u00e9s debido a la diversidad de sus aplicaciones. De acuerdo a la definici\u00f3n m\u00e1s aceptada, los materiales nanoestructurados son aquellos en los que por lo una de sus dimensiones se encuentra en el rango de 1-100 nm. Es decir, los NEMs son tres \u00f3rdenes de magnitud m\u00e1s peque\u00f1os que los MEMS (sistemas microelectromec\u00e1nicos, por sus siglas en ingl\u00e9s), e incluyen nanopart\u00edculas, nanocristales, nanoalambres, nanobarras, nanotubos, nanofibras, nanoespumas, etc. Los NEMs pueden ser semiconductores, diel\u00e9ctricos, metales, org\u00e1nicos, inorg\u00e1nicos, aleaciones, biomateriales, biomol\u00e9culas, olig\u00f3meros, pol\u00edmeros, etc.<\/p>\n

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Nos sorprender\u00eda saber en qu\u00e9 lugares est\u00e1n presentes los cristales fot\u00f3nicos con las nuevas t\u00e9cnicas alcanzadas en la nanotecnolog\u00eda<\/p>\n

Aunque existen sistemas nanoestructurados de dimensiones mayores son los cristales fot\u00f3nicos. En el rango de nan\u00f3metros, los materiales presentan propiedades \u00f3pticas, el\u00e9ctricas, magn\u00e9ticas y mec\u00e1nicas \u00fanicas y totalmente diferentes de los materiales en el rango de los micr\u00f3metros o mil\u00edmetros llamados materiales en bulto.<\/p>\n

tener una idea de que tan peque\u00f1o es un nan\u00f3metro podemos mencionar que un mil\u00edmetro tiene un mill\u00f3n de nan\u00f3metros; el di\u00e1metro del cabello humano mide 10,000 y 50,000 nan\u00f3metros; los gl\u00f3bulos rojos y blancos miden 2 y 5 nan\u00f3metros mientras que el ADN mide 2.5 nan\u00f3metros.<\/p>\n

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Los super\u00e1tomos<\/a> de silicio pueden formar, por ejemplo, nanotubos<\/a>. Adem\u00e1s, se les agregar un metal de transici\u00f3n con el objetivo de cambiar sus propiedades el\u00e9ctricas, lo que se denomina dopaje<\/a>. el super\u00e1tomo es de ani\u00f3n<\/a> ( carga el\u00e9ctrica negativa, le sobran electrones<\/a>), \u201cse le dopa con un metal alcalino<\/a>, el potasio\u201d, que tiene un electr\u00f3n<\/a> en su nivel energ\u00e9tico m\u00e1s externo. Del mismo modo, cuando son cationes<\/a> (con carga negativa, al perder electrones<\/a>) se les dopa con un metal hal\u00f3geno, que necesita un electr\u00f3n<\/a> m\u00e1s completar su \u00faltimo nivel energ\u00e9tico.<\/p>\n

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Las propiedades de los NEMs son dominadas por los efectos de superficie mientras que las de los materiales en bulto son debidas a un efecto de volumen. La tecnolog\u00eda su producci\u00f3n y uso se ha convirtiendo en una industria muy poderosa: la nanotecnolog\u00eda. La nanotecnolog\u00eda es la ciencia e ingenier\u00eda de producir materiales o estructuras funcionales de cuantos nan\u00f3metros. Es la tecnolog\u00eda del futuro con la cual se desarrollar\u00e1n los nuevos materiales y dispositivos. Las aplicaciones son sorprendentes as\u00ed como variadas, por ejemplo, la industria optoelectr\u00f3nica y fot\u00f3nica, biomedicina, sensores, celdas solares y de combustible, cat\u00e1lisis, memorias \u00f3pticas, procesadores de computadoras, fotodetectores, herramientas de corte, industria aeron\u00e1utica, moduladores e interruptores, cosm\u00e9ticos, etc. Aunque todas las aplicaciones son de gran inter\u00e9s, sin duda alguna las aplicaciones en sistemas biol\u00f3gicos son las m\u00e1s sobresalientes. Especialmente las aplicaciones de las propiedades \u00f3pticas de los sistemas nanoestructurados.<\/p>\n

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La Tecnolog\u00eda fundamental del siglo XXI: Nano Tecnolog\u00eda<\/p>\n

Uno de sus apartados es la Nanofot\u00f3nica<\/strong><\/p>\n

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Esas nuevas formas, la nanotecnolog\u00eda, entrar\u00e1 en el \u201cuniverso\u201d de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, en el mundo infinitesimal, y, se lograr\u00e1n cosas que , ser\u00edan impensables. Posiblemente, la primera visita que hagamos a un mundo habitado por otros seres, estar\u00e1 tripulada por seres nanotecnol\u00f3gicos que, al igual que la misma nave, tengan medidas tan peque\u00f1as que ser\u00e1n imposibles de observar y, sin embargo, estar\u00e1n dotadas de adelantos tales que, podr\u00e1n medir, evaluar, estudiar, captar im\u00e1genes, enviar por medios desconocidos, y, en fin, ser\u00e1n las avanzadillas de lo que ir\u00e1 despu\u00e9s, la visita de humanos a otros mundos.<\/p>\n

La nanofot\u00f3nica es la fusi\u00f3n de la nanotecnolog\u00eda y la fot\u00f3nica. Es un campo multidisciplinario que estudia las propiedades \u00f3pticas de los sistemas nanoestructurados y la interacci\u00f3n luzmateria a nivel nanosc\u00f3pico. Ya mencionamos que las propiedades \u00f3pticas de las nanopart\u00edculas son dominadas por los efectos de superficie. As\u00ed, controlando el tama\u00f1o de las nanopart\u00edculas o nanoestructuras podemos controlar o amplificar ciertas propiedades de los sistemas bajo estudio. En general, las nanoestructuras pueden ser de tres tipos, semiconductoras, diel\u00e9ctricas y met\u00e1licas.<\/p>\n

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La Nanotecnolog\u00eda marcar\u00e1 nuestro futuro. De ella partir\u00e1n las nuevas ideas e instrumentos, los nuevos modos de construir lo que queda por venir, nuevas maneras de sondear el espacio \u201cinfinito\u201d, de curar enfermedades, de sustituir \u00f3rganos vitales, de construir robots.<\/p>\n

Curiosamente, existe una creencia bastante arraigada en amplios sectores de la comunidad cient\u00edfica de que la fot\u00f3nica<\/em> (conjunto de tecnolog\u00edas relacionadas con la luz) es un campo que cae fuera del universo de la nanotecnolog\u00eda. La creencia se apoya en el cl\u00e1sico criterio de Rayleigh de que la resoluci\u00f3n espacial de un sistema \u00f3ptico est\u00e1 limitada por la longitud de onda de la luz (\u2248 500 nm), y por ello es pr\u00f3xima al micr\u00f3metro, muy lejos de los requisitos de la nanotecnolog\u00eda.<\/p>\n

Yo, por mi , estimo que divisi\u00f3n es sin duda err\u00f3nea, y hoy en d\u00eda la fot\u00f3nica est\u00e1 \u00edntimamente implicada con la nanotecnolog\u00eda, e incluso se hablar propiamente de nanofot\u00f3nica<\/em>, de igual manera que se hablar de nanoelectr\u00f3nica<\/em> o de nanomagnetismo<\/em>.<\/p>\n

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\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Cuando sepamos conectar de manera conveniente todas las disciplinas del sabe Humano\u2026 \u00a1Las cosas cambiaran!<\/p>\n

Dec\u00eda que:\u00a0 \u201cEn general, las nanoestructuras pueden ser de tres tipos, semiconductoras, diel\u00e9ctricas y met\u00e1licas\u201d.\u00a0 una de ellas produce fen\u00f3menos de especial inter\u00e9s interact\u00faan con una se\u00f1al \u00f3ptica, pudiendo as\u00ed ser aplicadas en diferentes campos. Un campo de especial inter\u00e9s es la biolog\u00eda.<\/p>\n

El estudio de las propiedades luminiscentes de sistemas nanoestructurados en sistemas biol\u00f3gicos es el campo de estudio de la bionanofot\u00f3nica<\/em>. Especialmente trata sobre el estudio de sistemas nanoestructurados en aplicaciones biom\u00e9dicas. Diferentes nanopart\u00edculas han sido propuestas ser utilizadas en la detecci\u00f3n de bajas concentraciones de diferentes elementos como c\u00e9lulas cancerigenas, virus, ADN, ARN, prote\u00ednas, etc. Tambi\u00e9n han sido utilizadas para la entrega de medicamentos en dirigida y controlada as\u00ed como para la destrucci\u00f3n de tumores cancerigenos. En la \u00faltima d\u00e9cada, los avances han sido sorprendentes pero a\u00fan hay mucho por . En el CIO, durante los \u00faltimos 6 a\u00f1os hemos trabajando en la s\u00edntesis de nanopart\u00edculas y estudiado sus propiedades \u00f3pticas a fin de poder ser utilizadas en distintas aplicaciones.<\/p>\n

Las propiedades luminescentes de nuestras nanopart\u00edculas son muy interesantes y prometen grandes oportunidades de aplicaci\u00f3n en diferentes \u00e1reas.<\/p>\n

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Nanopart\u00edculas semiconductoras o puntos cu\u00e1nticos<\/strong><\/p>\n

Los nanocristales semiconductores llamados puntos cu\u00e1nticos son nanoestructuras a base de materiales semiconductores inorg\u00e1nicos y representan el grupo donde el efecto del tama\u00f1o es m\u00e1s evidente. El tama\u00f1o nano da lugar a lo que se conoce confinamiento cu\u00e1ntico, que no es m\u00e1s que la localizaci\u00f3n de los electrones<\/a> en un espacio definido, es poner un electr\u00f3n<\/a> en una caja. Mientras que tama\u00f1os mayores los electrones<\/a> est\u00e1n no localizados. El confinamiento produce un ensanchamiento de la banda de energ\u00eda prohibida del semiconductor as\u00ed la aparici\u00f3n de sub-bandas discretas en la banda de valencia y de conducci\u00f3n. Las dimensiones t\u00edpicas oscilan uno y diez nan\u00f3metros.<\/p>\n

Con frecuencia se les describe \u00e1tomos artificiales debido a que los electrones<\/a> est\u00e1n dimensionalmente confinados como en un \u00e1tomo y s\u00f3lo se tiene niveles de energ\u00eda discretos. las nanoestructuras m\u00e1s estudiadas se encuentran las de CdSe\/ZnS, CdSe\/CdS, InP\/ZnSe, CdTe\/CdSe, entre otras. El resultado m\u00e1s vistoso de estas nanoestructuras es la capacidad poder sintonizar la longitud de onda o color de la emisi\u00f3n.<\/p>\n

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As\u00ed, con un solo material y variando el tama\u00f1o de la nanopart\u00edcula es posible obtener m\u00faltiples colores o longitudes de onda de la se\u00f1al emitida. Las aplicaciones son impresionantes y apuntan en todas las direcciones. Por ejemplo, podr\u00edan ser utilizados como colorantes inorg\u00e1nicos sin problemas de degradaci\u00f3n a diferencia de los colorantes org\u00e1nicos. Tambi\u00e9n podr\u00edan ser utilizados en el dise\u00f1o de los nuevos amplificadores \u00f3pticos de amplio ancho de banda tan importantes en los sistemas de comunicaci\u00f3n \u00f3ptica; en caso nanopart\u00edcula con un di\u00e1metro determinado funcionar\u00eda como un amplificador, as\u00ed el ancho de banda se determina con la selecci\u00f3n adecuada de los di\u00e1metros de las part\u00edculas. O bien la producci\u00f3n de fuentes de luz blanca mediante excitaci\u00f3n con un LED u OLED o por electroluminiscencia.<\/p>\n

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Quiz\u00e1s una de las aplicaciones que mayor atenci\u00f3n ha recibido es en su uso como etiquetas fluorescentes con emisi\u00f3n en la regi\u00f3n visible del espectro, la detecci\u00f3n de una gran variedad de compuestos entre ellas c\u00e9lulas cancerigenas. Las t\u00e9cnicas actuales no detectan bajas concentraciones de c\u00e9lulas cancerigenas o compuestos de inter\u00e9s, por lo que la t\u00e9cnica de detecci\u00f3n de fluorescencia de nanopart\u00edculas es una gran promesa para la detecci\u00f3n temprana de este mal, para as\u00ed incrementar el \u00e9xito en el tratamiento. Dado el tama\u00f1o tan peque\u00f1o de los puntos cu\u00e1nticos actualmente se intenta desarrollar nanoestructuras m\u00e1s complejas formadas por puntos cu\u00e1nticos o nanocristales acomplejados con diferentes componentes que desempe\u00f1an distintas funciones, detecci\u00f3n, entrega de medicamento dirigido, efecto de la terapia, etc. Es decir, se busca una nanoestructura inteligente con m\u00faltiples funciones. El problema que presentan los puntos cu\u00e1nticos es que son poco estables ya que tienden a aglomerarse, adem\u00e1s de que se excitan con una fuente de luz UV donde la mayor\u00eda de los compuestos que se pueden encontrar en interior del cuerpo humano emiten luz lo que significa p\u00e9rdida de contraste en la imagen de la c\u00e9lula deseada.<\/p>\n

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Los plasmones producen en la interfase un campo el\u00e9ctrico intensificado que a su vez intensifica varios procesos \u00f3pticos lineales y no lineales. El campo el\u00e9ctrico producido es utilizado como una interfase sensible a las interacciones \u00f3pticas y se convierte en una poderosa herramienta para el monitoreo \u00f3ptico y para la formaci\u00f3n de im\u00e1genes \u00f3pticas<\/p>\n

localizadas. Una de las aplicaciones bien establecidas es la espectroscopia Raman de superficie mejorada (SERS por sus siglas en ingl\u00e9s). En este caso el espectro Raman de un componente cercano a la superficie met\u00e1lica se ve fuertemente amplificado. Se ha demostrado que es posible amplificar el campo hasta 11 000 veces m\u00e1s cuando las part\u00edculas presentan cierta aglomeraci\u00f3n. Otros fen\u00f3menos que presentan amplificaci\u00f3n son la espectroscopia infrarroja de superficie mejorada, espectroscopia de fluorescencia<\/p>\n

y la espectroscopia de resonancia de plasmones de superficie. Todas estas t\u00e9cnicas son complementarias y son utilizadas en la detecci\u00f3n de componentes qu\u00edmicos y bioqu\u00edmicos a nivel de trazas.<\/p>\n

\"precisi\u00f3n\"<\/p>\n

No tarderemos mucho en asombrarnos de los logros alcanzados por la Nanofot\u00f3nica en diversos apartados de la tecnolog\u00eda del futuro. Estamos en la linea de salida hacia horizontes futuristas en todos los campos del saber. La tecnolog\u00eda del ma\u00f1ana nos asombrar\u00eda hoy, y, simplemente tenemos que fijarnos en el presente y compararlo con aquel tiempo pasado de hace s\u00f3lo unos cien a\u00f1os, cuando los ordenadores, los tel\u00e9fonos m\u00f3viles y las comunicaciones tal como hoy laos conocemos, eran un sue\u00f1o irrealizable.<\/p>\n

Nanopart\u00edculas diel\u00e9ctricas o nanocristales<\/strong><\/p>\n

Los nanocristales diel\u00e9ctricos son \u00f3xidos que presentan una banda de energ\u00eda prohibida muy ancha y consecuencia requieren altas energ\u00edas de bombeo o luz en el UV obtener emisi\u00f3n que en general es d\u00e9bil, aunque se combina en adecuadacon diversos componentes son excelentes emisores de luz debido a su eficiencia y alta estabilidad. Son excelentes matrices soportar iones de tierras raras que son muy buenos emisores de luz. En caso no se observan efectos de confinamiento debido a que los electrones<\/a> se encuentran localizados en orbitales at\u00f3micos del ion activo. Sin embargo, la din\u00e1mica de los iones emisores de luz se ve afectada por la interacci\u00f3n a nivel nanosc\u00f3pico lo que producir una mejora en la eficiencia de emisi\u00f3n.<\/p>\n

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los nanocristales mas estudiados se encuentran algunos silicatos Y2SiO5<\/em>, la combinaci\u00f3n nY2O3 + mAl2O3 <\/em>que comprende puramente el \u00f3xido de <\/em>itria, puramente el \u00f3xido de aluminio, <\/em> se combinan con n=3 y m=5 <\/em>da <\/em>lugar a la estructura cristalina mas <\/em>utilizada en \u00f3ptica producir l\u00e1seres<\/a><\/a> <\/em>conocida como YAG, o YAP la <\/em>combinaci\u00f3n n=m=1 <\/em>que corresponde a <\/em>uno de los cristales mas sensibles a laradiaci\u00f3n ionizante y que es utilizado la detecci\u00f3n de rayos X<\/a><\/a> o rayos gama. El \u00f3xido de titanio (TiO2) y el \u00f3xido de zinc (ZnO) que se utilizan en los bloqueadores solares adem\u00e1s de ser excelentes para los procesos de fotocat\u00e1lisis, \u00fatiles en la reducci\u00f3n de contaminantes, para celdas solares y como bactericida.<\/p>\n

Recientemente, hemos demostrado que el \u00f3xido de zirconio (ZrO2<\/em>) combinado con otros elementos bloquea el rango completo de la luz ultravioleta, especialmente aquella regi\u00f3n que produce el . mismo nanocristal presenta excelente respuesta en la detecci\u00f3n de radiaci\u00f3n ionizante, UV, rayos X<\/a><\/a>, gama, beta y alfa, tanto en tiempo real como en acumulada lo que sugiere buenas oportunidades para su uso en el dise\u00f1o de dos\u00edmetros para la cuantificaci\u00f3n de dosis recibidas.<\/p>\n

Adem\u00e1s, es excelente soporte para iones de tierras raras, con las cuales hemos obtenido luz visible (azul, verde y rojo) excitando con una fuente en el cercano infrarrojo. Ya que con fuente se excitan los nanocristales no hay emisi\u00f3n de fondo lo que mejora el contraste de las im\u00e1genes obtenidas. Estas caracter\u00edsticas convierten a estos nanocristales en excelentes candidatos en aplicaciones biom\u00e9dicas para la detecci\u00f3n de diversos elementos a concentraciones bajas. La fabricaci\u00f3n de estos nanocristales implica un tratamiento t\u00e9rmico para el proceso de oxidaci\u00f3n lo que induce un tama\u00f1o de part\u00edcula grande. Se han reportado tama\u00f1os de part\u00edcula 10 a 90 nm.<\/p>\n

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\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Lo curioso es que en todo esto como en la Naturaleza, siempre est\u00e1 la Luz presente<\/p>\n

Muchas veces se obtienen cristales muy peque\u00f1os con poca eficiencia de emisi\u00f3n, el reto es obtener mayor eficiencia de emisi\u00f3n sin incrementar demasiado el di\u00e1metro de las nanopart\u00edculas. Tama\u00f1os promedios con los que se han obtenido excelente eficiencia de emisi\u00f3n son 40 y 60 nm.<\/p>\n

Nano part\u00edculas met\u00e1licas, plasmones.<\/p>\n

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El estudio de las propiedades luminiscentes de sistemas nanoestructurados en sistemas biol\u00f3gicos es el campo de estudio de la bionanofot\u00f3nica.<\/p>\n

Las nanopart\u00edculas met\u00e1licas tienen la habilidad de esparcir y absorber la luz incidente. En caso, los efectos en las propiedades \u00f3pticas respecto a su contraparte en bulto se derivan de los efectos electrodin\u00e1micos y de la modificaci\u00f3n del ambiente diel\u00e9ctrico. A escala nanom\u00e9trica la frontera metaldiel\u00e9ctrico produce cambios considerables en las propiedades \u00f3pticas.<\/p>\n

resultado de la interacci\u00f3n la nanopart\u00edcula met\u00e1lica y la se\u00f1al \u00f3ptica se obtiene la oscilaci\u00f3n colectiva de electrones<\/a> de superficie lo que genera bandas de resonancia conocidas plasmones localizados o plasmones de superficie localizados. La longitud de onda o color a la que se obtiene dicha resonancia se le conoce como banda de absorci\u00f3n del plasm\u00f3n que depende tanto del tama\u00f1o como de la de la nanopart\u00edcula y es lo que da lugar a la diferente coloraci\u00f3n observada. Las nanoestructuras met\u00e1licas m\u00e1s conocidas son part\u00edculas esf\u00e9ricas, barras y pel\u00edculas con n\u00facleo diel\u00e9ctrico. Aunque m\u00e1s recientemente se han reportado otras estructuras como cubos, tri\u00e1ngulos, estrellas y ovoides. En todos los casos, la banda de resonancia se recorre hacia el cercano infrarrojo en comparaci\u00f3n con las nanopart\u00edculas esf\u00e9ricas cuya banda centrada en la regi\u00f3n verde del espectro.<\/p>\n

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Los plasmones producen en la interfase un campo el\u00e9ctrico intensificado que a su vez intensifica varios procesos \u00f3pticos lineales y no lineales. El campo el\u00e9ctrico producido es utilizado una interfase sensible a las interacciones \u00f3pticas y se convierte en una poderosa herramienta el monitoreo \u00f3ptico y la formaci\u00f3n de im\u00e1genes \u00f3pticas<\/p>\n

localizadas. Una de las aplicaciones establecidas es de superficie mejorada (SERS por sus siglas en ingl\u00e9s). En caso el espectro Raman de un componente cercano a la superficie met\u00e1lica se ve fuertemente amplificado. Se ha demostrado que es posible amplificar el campo 11 000 veces m\u00e1s las part\u00edculas presentan cierta aglomeraci\u00f3n. Otros fen\u00f3menos que presentan amplificaci\u00f3n son la espectroscopia infrarroja de superficie mejorada, espectroscopia de fluorescencia<\/p>\n

y la espectroscopia de resonancia de plasmones de superficie. Todas estas t\u00e9cnicas son complementarias y son utilizadas en la detecci\u00f3n de componentes qu\u00edmicos y bioqu\u00edmicos a nivel de trazas.<\/p>\n

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Quiz\u00e1s un proyecto m\u00e1s ambicioso es el de poder detectar c\u00e9lulas cancerigenas a temprana edad de lo cual ya se han reportado importantes avances. En el CIO trabajamos con nanopart\u00edculas de oro y plata a fin de desarrollar sensores \u00f3pticos la detecci\u00f3n de diferentes compuestos a nivel de trazas y estamos aplicado exitosamente nanopart\u00edculas deoro en la detecci\u00f3n de c\u00e9lulas cancerigenas.<\/p>\n

En resumen, las nanoestructuras presentan propiedades \u00f3pticas \u00fanicas que no presentan su contraparte en bulto o de escala mayor. \u00c9stas est\u00e1n siendo utilizadas el desarrollo de la nueva generaci\u00f3n de dispositivos optoelectr\u00f3nicos y\/o fot\u00f3nicos. Las aplicaciones son muy variadas y abarcan muchos campos haciendo de la nanociencia y nanotecnolog\u00eda una \u00e1rea<\/p>\n

multidisciplinaria. Especial atenci\u00f3n recibe el uso de dichas propiedades en aplicaciones biom\u00e9dicas para la detecci\u00f3n a nivel de trazas de diversos agentes pat\u00f3genos. El estudio de las propiedades \u00f3pticas de las nanoestructuras ha definido una nueva \u00e1rea conocida como nanofot\u00f3nica.<\/p>\n

\u00a1Eso que llamamos futuro\u2026 ya est\u00e1 aqu\u00ed!<\/em><\/p>\n

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Y, siendo testigo de todos estos adelantos y de como la Humanidad corre hacia el futuro, no puedo dejar de preguntarme: \u00bfQu\u00e9 ser\u00e1 de los seres humanos dentro de 10.000 a\u00f1os? \u00bfEstaremos aqu\u00ed todav\u00eda? \u00bfHabremos logrado viajar a las estrellas?\u00a0 Son tantas las respuestas que me gustar\u00eda tener que, a veces, me siento algo frustrado por las inmensas limitaciones a las que estamos sometidos los humanos?<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\u00a0Entradas anteriores \u00a0\u00a0 \u00a1Los Elementos!     Han pasado ya cincuenta a\u00f1os que Richard Feynman dictara su famosa charla:\u00a0 There is plenty of room at the bottom: An invitation to enter a new field of physics (Hay suficiente espacio en el fondo: Una invitaci\u00f3n a entrar en un campo en la F\u00edsica). En ella estableci\u00f3 […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_s2mail":"yes","footnotes":""},"categories":[309],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12220"}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=12220"}],"version-history":[{"count":0,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12220\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=12220"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=12220"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=12220"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}