Física

Fortaleciendo la luminiscencia de los nanotubos


Los nanotubos producen luz con diversas propiedades interesantes que han llevado a los investigadores a proponer varias aplicaciones ópticas. Una de las más prometedoras es usarlos como marcadores fluorescentes para el estudio de los sistemas biológicos, superando en prestaciones a las proteínas fluorescentes. Pero existe un problema: los nanotubos actuales absorben mil fotones por cada fotón que emiten (una proporción denominada eficiencia cuántica).

A pesar de ello, la más reciente investigación sobre la luminiscencia de los nanotubos ha encontrado que es viable aumentar la eficiencia de estas fuentes infinitesimales de luz. El estudio, el primero en medir la luminiscencia de un solo nanotubo, revela que existe una sorprendente variación individual entre las eficiencias cuánticas de los 15 nanotubos examinados.

"Esperábamos ver diferencias individuales de sólo unas pocas unidades por ciento, pero quedamos muy sorprendidos al comprobar que algunos nanotubos son más de un mil por ciento más eficientes que otros", explica Tobias Hertel, profesor de física de la Universidad de Vanderbilt, quien dirigió el estudio con dos grupos de investigación alemanes.

Los nanotubos de carbono son cilindros sin costuras, hechos de átomos de carbono y cerrados por lo menos en un extremo. Los nanotubos se forman de dos tipos básicos: de pared simple, y de pared múltiple (que tienen dos o más paredes concéntricas). Pequeñas diferencias en la disposición geométrica de los átomos de carbono producen nanotubos con propiedades eléctricas diferentes, metálicos o semiconductores. Los nanotubos semiconductores son la variedad que produce luz.

Luminiscencia de nanotubos
Tobias Hertel en su laboratorio. ((Foto: Vanderbilt University))
Desde que se descubrieron los nanotubos en 1991, los científicos han determinado que son relativamente fáciles de fabricar y han desarrollado varios métodos para hacerlo.

"Nuestro análisis apunta con precisión a los defectos estructurales como la causa de la mayoría de las pérdidas de energía que reducen la eficiencia cuántica de los nanotubos como fuente de luz. Debería ser posible tapar estos agujeros por los que se pierde energía, y mejorar en un factor de cinco la eficiencia de un conjunto, si perfeccionamos los procesos de síntesis", explica Hertel.

Otros grupos de investigación ya están experimentando con el uso de nanotubos como reemplazo de las proteínas fluorescentes en el estudio de los sistemas biológicos. En esta aplicación, los nanotubos están compitiendo con otra nanotecnología, la de los puntos cuánticos, que son diminutas cuentas fluorescentes hechas de seleniuro de cadmio. Según Hertel, los nanotubos tienen varias ventajas inherentes sobre los puntos cuánticos para esta aplicación. Se sabe que los nanotubos no son tóxicos para las células vivas, a diferencia del cadmio presente en los puntos cuánticos. Producen un haz de luz más estrecho y preciso, lo que los hace más fáciles de detectar. Por último, son más estables y continúan produciendo luz mucho tiempo después de que los puntos cuánticos se hayan apagado.



Hay un comentario
maria – malaga
08/05/12 - 01:59
Tema: nanotubos

me pueden decir las venjatas de los nanotubos gracias :)

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