Construcción automática de grandes estructuras a partir de nanopartículas

No es fácil agrupar nanopartículas en la configuración necesaria para obtener estructuras mucho más grandes con el diseño y características deseados.

Si la fuerza de Van der Waals ejerce una atracción demasiado fuerte, todas las nanopartículas se apiñarán sin orden ni concierto en un grumo, y el resultado será un vidrio tosco, de estructura desordenada.

Pero si la fuerza repulsiva de Coulomb es demasiado fuerte, ni siquiera llegarán a congregarse.

Este problema al intentar lograr el tipo correcto de equilibrio ha generado todo un campo en la investigación coloidal.

Pero además, para complicar aún más las cosas, incluso en el caso de alcanzar el equilibrio perfecto entre ambos extremos y lograr así promover el crecimiento sosegado, seguro y estable de una suprapartícula, los científicos tenían muy poca capacidad de controlar el tamaño de la partícula en crecimiento.

En otras palabras, aún logrando que la fuerza de atracción fuese sólo un poco más fuerte que la de repulsión, y que, por tanto, se iniciase un proceso de crecimiento ordenado de un cristal, no había apenas capacidad para detener el proceso al alcanzar la partícula el tamaño deseado.


El equipo del físico Byeongdu Lee del Laboratorio Nacional estadounidense de Argonne, y sus colaboradores de otras instituciones en Estados Unidos y China, ha conseguido encontrar un método para que una suprapartícula detenga por sí misma, y de modo automático, su proceso de crecimiento.

Además, otra ventaja de esta técnica es que ya no se requiere que todas las partículas a mezclar tengan las mismas características. Ahora es viable mezclar dos componentes diferentes, por ejemplo un metal y un semiconductor, y todavía ver el mismo tipo de ensamblaje autolimitado y controlado.

Aunque este campo tecnológico de la formación de suprapartículas a partir de procesos de autoensamblaje controlables está todavía en su infancia, Lee y sus colegas creen que muy pronto podrá comenzar a encontrar aplicaciones prácticas en diversos sectores, que podrían abarcar desde la óptica hasta la administración ultraprecisa de fármacos en el cuerpo, pasando por los dispositivos fotovoltaicos.