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Una investigaci\u00f3n ha desarrollado una nueva estructura cu\u00e1ntica capaz de emitir fotones<\/a> individuales de color rojo. El avance, que se publica en la revista Nature Materials, se basa en el confinamiento cu\u00e1ntico que se genera en cada uno de los puntos y que les permite modular la energ\u00eda de la luz que emiten.<\/strong><\/p>\n \n En este trabajo han participado investigadores de la Universidad de Zaragoza, el Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC), la Universidad de Barcelona y del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona del CSI<\/a>C. El investigador Jordi Arbiol de este \u00faltimo explica:<\/p>\n \n \u201cEl resultado final son hilos unidimensionales, de tama\u00f1o nanom\u00e9trico, compatibles con la tecnolog\u00eda electr\u00f3nica actual, que permitir\u00edan crear dispositivos a mayor escala con un control total de la emisi\u00f3n de luz, fot\u00f3n<\/a> a fot\u00f3n\u201d.<\/p>\n \n<\/blockquote>\n Pero centr\u00e9monos en el trabajo que aqu\u00ed se presenta hoy y que comienza hablando de los…<\/p>\n \n \n Nanohilos<\/strong><\/p>\n \n No s\u00f3lo las mol\u00e9culas, los Nanotubos o el grafeno son las apuestas para sustituir al silicio. Otros elementos como los Nanohilos fabricados a partir de materiales semiconductores o los Nanohilos met\u00e1licos tendr\u00e1n tambi\u00e9n cierto protagonismo. En concreto, los Nanohilos semiconductores presentan un gran potencial como transistores pero tambi\u00e9n presentan aplicaciones en campos como octoelectr\u00f3nica o en la fabricaci\u00f3n de censores biol\u00f3gicos. Por otro lado los Nanohilos met\u00e1licos, cuya s\u00edntesis controlada es m\u00e1s dif\u00edcil, poseen gran inter\u00e9s como interconectores.<\/p>\n \n \n \n \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 \u00a0Nanohilos superconductores<\/p>\n \n En el caso de los Nanohilos formados de materiales Ni, Co o Fe se puede aprovechar tambi\u00e9n su potencial comportamiento magnetorresisitivo para ser usados en dispositivos de almacenamiento magn\u00e9tico. Los Nanohilos met\u00e1licos son interesantes a su vez porque los efectos de tama\u00f1o inducen en ellos la aparici\u00f3n de transiciones de fase martens\u00edticas y la aparici\u00f3n de configuraciones no cristalinas.” Veamos que pasa con las Nanopart\u00edculas.<\/p>\n \n \n \n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0Nanopart\u00edculas<\/strong><\/p>\n \n Quiz\u00e1s, junto a los nanotubos de carbono, las nanopart\u00edculas representan los materiales que tienen una repercusi\u00f3n tecnol\u00f3gica m\u00e1s inmediata. Adem\u00e1s de sus propiedades intr\u00ednsecas, las nanopart\u00edculas representan los materiales que tienen una repercusi\u00f3n tecnol\u00f3gica m\u00e1s inmediata. Adem\u00e1s de sus propiedades intr\u00ednsecas, las nanopart\u00edculas, debido a su peque\u00f1o tama\u00f1o, pueden convertirse en diminutos dispositivos capaces de \u00a0realizar otras funciones, como transportar un medicamento espec\u00edfico por el torrente sangu\u00edneo sin obstruirlo. Para lograr esto, las nanopart\u00edculas deben ser el soporte de capas de mol\u00e9culas auto-ensambladas que confieren una funcionalidad adicional a las mismas.<\/p>\n \n \n \n Como su propio nombre indica, el t\u00e9rmino “nanopart\u00edcula” designa una agrupaci\u00f3n de \u00e1tomos o mol\u00e9culas que dan lugar a una part\u00edcula con dimensiones nanom\u00e9tricas. Es decir, que su tama\u00f1o est\u00e1 comprendido entre 1 y 100 nm. Dependiendo de cu\u00e1les sean los \u00e1tomos o mol\u00e9culas que se agrupan se originar\u00e1n diferentes tipos de nanopart\u00edculas. As\u00ed, por ejemplo, tendremos nanopart\u00edculas de oro, de plata o nanopart\u00edculas magn\u00e9ticas si est\u00e1n formadas por \u00e1tomos de Fe o Co. Su peque\u00f1o tama\u00f1o hace que la relaci\u00f3n superficie\/volumen crezca y por tanto que estas estructuras tengan unas propiedades caracter\u00edsticas y esencialmente distintas a las que presenta el material en volumen.<\/p>\n \n \n \n Una estrategia para la formaci\u00f3n de nanopart\u00edculas es recubrirlas con distintas capas de manera tal que cada una aporte funcionalidades diferentes al sistema. As\u00ed, por ejemplo, recientemente se han descrito nanopart\u00edculas cuyo interior est\u00e1 formado por un material magn\u00e9tico, como el Co, seguido de una capa intermedia de SiO2 <\/sub>que aporta estabilidad al sistema y finalmente una superficie de oro.<\/p>\n El tama\u00f1o final de la nanopart\u00edcula es de 3 nm, y esta estructura laminar hace que tengan un n\u00facleo magn\u00e9tico que posibilite su guiado, y una superficie de oro que facilite \u00a0el auto-ensamblado de mol\u00e9culas org\u00e1nicas o biol\u00f3gicas para diferentes \u00a0aplicaciones. Entre \u00e9stas destaca su uso como biosensores. Para ello se inmoviliza material biol\u00f3gico, como \u00e1cido desoxirribonucleico (ADN) o el llamado \u00e1cido nucleico p\u00e9ptidico (PNA, del ingl\u00e9s peptide nucleic acid), que siendo un \u00e1cido nucleico artificial, presenta un “esqueleto” molecular formado por enlaces peptidicos y una estructura de bases nucleicas exactamente igual a la del ADN. El PNA puede reconocer cadenas complementarias de ADN, incluso con mayor eficiencia para la hibridaci\u00f3n que la que representa el ADN para reconocer su hebra complementaria.<\/p>\n \n \n \n Por este motivo, el PNA se ha propuesto como sonda para la fabricaci\u00f3n de biosensores altamente eficientes. Estas macromol\u00e9culas unidas a superficies o nanopart\u00edculas son capaces de detectar diferentes analitos de inter\u00e9s, particularmente otras mol\u00e9culas biol\u00f3gicas.<\/p>\n \n \n \n Sin embargo, el concepto de nanopart\u00edcula debe concebirse en un sentido m\u00e1s amplio ya que no s\u00f3lo puede estar basada en un n\u00facleo inorg\u00e1nico, pudi\u00e9ndose sintetizar nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas. Yendo un poco m\u00e1s all\u00e1 una c\u00e1psi<\/a>da v\u00edrica puede entenderse como una nanopart\u00edcula formada por una carcasa proteica. Esta c\u00e1psi<\/a>da v\u00edrica tiene dimensiones \u00a0nanom\u00e9tricas y, en muchos casos, burla con facilidad las membranas celulares. Por esta raz\u00f3n este tipo de “nanopart\u00edculas” se proponen para su uso en nanomedicina, y son el objeto de estudios b\u00e1sicos \u00a0en los que las herramientas como los microscopios de fuerzas at\u00f3micas juegan un papel esencial. En particular, estas herramientas nos permiten caracterizar las propiedades mec\u00e1nicas y las condiciones de ruptura de c\u00e1psi<\/a>das v\u00edricas as\u00ed como la forma en la que dichas c\u00e1psi<\/a>das se comportan ante, por ejemplo, cambios controlados de humedad.<\/p>\n \n Las nuevas t\u00e9cnicas aplicadas a la nanotecnolog\u00eda est\u00e1n implicadas en muchos \u00e1mbitos de los adelantes futuros que ahora, ni podemos imaginar.<\/p>\n \n En un discurso recientemente impartido en la Universidad Europea de Madrid, William F. Clinton, ex-Presidente de los EE.UU, afirm\u00f3 que ” el cometido del siglo XXI ser\u00e1 salvar al mundo del cambio clim\u00e1tico, regenerar la econom\u00eda y crear empleo. El futuro m\u00e1s all\u00e1 ser\u00e1 la Nanotecnolog\u00eda y la biotecnolog\u00eda”. El propio W.F. Clinton fue el impulsor de la Iniciativa Nacional de Nanotecnolog\u00eda durante su mandato, convirtiendo durante los \u00faltimos 10 a\u00f1os a EE.UU en el l\u00edder mundial en la generaci\u00f3n de conocimientos b\u00e1sicos y aplicados en el \u00e1mbito de la Nanotecnolog\u00eda.<\/p>\n \n \n \n Nadie pone en duda las afirmaciones de W.F. Clinton sobre el papel de la Nanotecnolog\u00eda en nuestro futuro a medio y largo plazo, por lo que es imperativo estar suficientemente preparados para construir este nuevo paradigma cient\u00edfico. En el caso concreto de Espa\u00f1a, las dos \u00faltimas ediciones del Plan Nacional de I+D+I han encumbrado las investigaciones en Nanociencia y Nanotecnolog\u00eda a la categor\u00eda de Acci\u00f3n Estrat\u00e9gica. En la actualidad se est\u00e1n poniendo en marcha varios centros dedicados a Nanotecnolog\u00eda. Dichas iniciativas son producto, por lo general, de costosos impulsos puntuales, locales, dirigidos por cient\u00edficos con iniciativa, pero no son fruto de una actuaci\u00f3n de conjunto, planificada siguiendo una estrategia \u00a0quiada por unos objetivos ambiciosos, en los que impere la coordinaci\u00f3n y el uso eficiente de los recursos. La actual coyuntura econ\u00f3mica no invita al optimismo a este respecto, por lo que ser\u00eda necesario poner en marcha iniciativas que promuevan la adquisici\u00f3n de infraestructuras, la formaci\u00f3n de t\u00e9cnicos, la coordinaci\u00f3n entre centros emergentes, etc.<\/p>\n \n \n \n \n Otro punto sobre el que no hay que descuidarse tiene que ver con la formaci\u00f3n, en todos los niveles educativos, en Nanotecnolog\u00eda. En este sentido son numerosas las universidades espa\u00f1olas que ofrecen cursos de master y\/o doctorado con contenidos relacionados con la Nanotecnolog\u00eda. Sin embargo, muchos de estos cursos tienen pocos estudiantes inscritos, al igual que ocurre con muchos estudios de grado relacionados con las ciencias b\u00e1sicas. La tarea de fascinar y atraer a nuestros j\u00f3venes hacia la ciencia debe comenzar mucho antes. En este sentido, los conceptos inherentes a la Nanotecnolog\u00eda deben formar parte del conocimiento que debe llegar a los estudiantes de educaci\u00f3n secundaria, como ocurre en pa\u00edses como Alemania, Finlandia, Taiw\u00e1n, Jap\u00f3n, EE.UU., etc. Adem\u00e1s, la Nanotecnolog\u00eda es una materia que causa cierta fascinaci\u00f3n a los adolescentes por lo que puede ser un buen punto de partida para incentivar las vocaciones cient\u00edficas. Esta ha sido una de las principales razones por las que los autores de este art\u00edculo junto con otros investigadores (Carlos Briones del Centro de Astrobiolog\u00eda y Elena Casero de la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid) accedieron a la petici\u00f3n de la Fundaci\u00f3n Espa\u00f1ola de Ciencia y Tecnolog\u00eda (FECyT) para escribir una Unidad Did\u00e1ctica de Ciencia y Tecnolog\u00eda. Dicho libro ya se encuentra en todos los institutos espa\u00f1oles de educaci\u00f3n secundaria y bachillerato, y se puede descargar desde la web de la FECyT. Esperemos que esta peque\u00f1a contribuci\u00f3n, junto con otras de mayor calado que deben promoverse desde las diversas administraciones p\u00fablicas, permita tomar la senda que nos lleve a medio plazo hacia la tan ansiada sociedad basada en el conocimiento.<\/p>\n \n \n Fuente: Revista Espa\u00f1ola de F\u00edsica. Volumen 23 N\u00ba 4 de 2009<\/p>\n Los Autores:<\/p>\n D. Jos\u00e9 \u00c1ngel Mart\u00edn Gago, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, Concejo Superior de Investigaciones cient\u00edficas, Centro de Astrobiolog\u00eda \/CSI<\/a>C\/INTA), Instituto Nacional de T\u00e9cnica Aeroespacial, y, D. Pedro A. Serena Domingo, del Instituto de Ciencia y Materiales de Madrid y del Consejo Superior de Investigaciones Cient\u00edficas.<\/p>\n\n
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