Esto que veis en la foto son nanopartículas. Nanocubos, para ser más exactos, y cada uno de ellos es más pequeño que el color azul.
Este es el resultado de 5 años de mi tesis, así que permitidme que hable de ellos y de cómo los uso para detectar moléculas.
Abro #HiloTesis 👇
Lo primero de todo: Si, el color azul tiene tamaño.
Los rayos de luz azules miden aproximadamente 470 nm de largo. Es decir, 470 millonésimas partes de un milímetro.
Los nanocubos mostrados son mucho más pequeños que la luz que capta nuestros ojos, y eso los hace especiales.
En ciencia, el tamaño importa.
Los nanomateriales son tan pequeños que empiezan a sufrir los efectos de la física cuántica, la física que domina el mundo de los átomos. Esto les da a los nanomateriales propiedades únicas que no tienen las cosas grandes.
En mi tesis, he aprovechado las propiedades de las nanopartículas para detectar moléculas.
Pero para explicar esto, primero os tengo que contar lo que es el efecto Raman: Un fenómeno físico descubierto por alguien que, casualmente, tenía su mismo nombre.
El efecto Raman dice que, cuando un rayo de luz "choca" con una molécula, esta luz puede cambiar de color. Este cambio nos da información sobre la estructura de las moléculas.
Básicamente, podemos identificar moléculas lanzándolas luz y viendo su respuesta en forma de más luz.
Pero hay un problema... Y es que la dispersión Raman es MUY débil.
Intentar ver esta luz que nos da información sobre las moléculas es como encontrar una aguja en un pajar.
Si queremos usar la dispersión Raman detectar moléculas, hay que cambiar esto. Hay que aumentar esa luz
Pero... ¿Cómo se puede aumentar la luz? ¿Acaso hay algún "altavoz" que nos permita hacer esto?
Pues sí lo hay... ¿Recordáis las nanopartículas del comienzo? Pues estas nanopartículas, gracias a sus propiedades cuánticas y especiales, nos pueden ayudar en esta tarea.
Sin entrar en tecnicismos, se puede decir que las nanopartículas actúan como pequeñas "antenas" que multiplican la luz del efecto Raman.
Esto nos ayuda a obtener mucha más luz para caracterizar moléculas, lo que nos permite detectar un número muy pequeño de las mismas.
Esto es importante: A los químicos nos interesa ser capaces muy pocas moléculas, ya genera aplicaciones interesantes.
Pensad en un detector de droga de la poli: para saber si alguien ha consumido, hay que detectar los restos de droga que ha quedado su boca.
La cantidad droga que queda en la saliva tras el consumo es ridículamente pequeña. Algunas veces, billonésimas (con b) partes de gramo. Una cantidad ridículamente pequeña.
Pues bien, utilizando nanopartículas, es posible llegar a detectar cantidades tan pequeñas de muchas cosas.
En mi tesis, yo uso nanopartículas y el efecto Raman para detectar pequeñas cantidades de moléculas.
Entre las aplicaciones desarrolladas, está la detección de drogas. En concreto, tratábamos de detectar fentanilo, un adulterante muy peligroso en las drogas de la calle.
Otras aplicaciones que hemos desarrollado en el grupo son la detección de herbicidas en el agua.
Muchas veces, los herbicidas que se usan en el campo pueden disolverse en la lluvia y contaminar ríos, pantanos e incluso el agua de grifo.
Con nuestras herramientas, nosotros generamos sensores para saber si hay alguna sustancia peligrosa en el agua que bebemos.
Esta sería la idea general de lo que hacemos... pero aún no hemos hablado de lo más interesante.
Ya os he comentado que podemos usar nanopartículas para aumentar el efecto Raman. Pero... ¿de qué están hechas esas nanopartículas?
La mayoría de investigadores de mi campo usa nanopartículas hechas de metales. Por ejemplo, en esta imagen👇 os muestro unas "nanoestrellas" de oro, que se usan para detectar muchas moléculas mediante el efecto Raman.
Además de oro, se suele usar mucho la plata o el cobre.
Pues bien, en nuestro laboratorio hemos descubierto una nueva familia de materiales que se pueden usar para aumentar el efecto Raman de muchas moléculas.
Os presento, de nuevo, a los nanocubos del principio del hilo, que están hechos de cloruro de cobre (CuCl).
Lo interesante de estos cubos es que no están hechos de metal puro, sino que son una sal metálica, algo parecido a un metal oxidado.
En mi grupo, hemos descubierto que este material, y muchos otros, se puede usar para detectar moléculas, y además muchas ventajas:
Se fabrican rápidamente y no se oxidan como las nanopartículas metálicasm porque ya están oxidadas.
Además, pueden ayudarnos a detectar moléculas selectivamente, por ejemplo detectando un herbicida en agua de río, donde hay miles de moléculas que podrían interferir en la medida
En resumen: en mi tesis hemos encontrado un nuevo tipo de materiales que nos permiten hacer análisis químico, detectando cantidades pequeñísimas de moléculas peligrosas.
Y todo, gracias al poder de la nanotecnología.
Muchas gracias por leer! 😉😉😉
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