Investigadores de la Universidad Hebrea combinan “átomos” de puntos cuánticos y crean nuevas “moléculas”
¿Estás listo para el futuro? En 1869, el ruso Dmitri Mendeleev comenzó a clasificar los elementos de acuerdo con sus propiedades químicas, dando lugar a la Tabla Periódica de los Elementos. “Vi en un sueño una mesa donde todos los elementos encajaban según lo requerido. Al despertar, lo escribí de inmediato en una hoja de papel”, recordó Mendeleev.
Avance rápidamente 150 años a Israel, donde un equipo de científicos dirigido por el Profesor Uri Banin, del Instituto de Química y del Centro de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad Hebrea de Jerusalem, está reinventando el concepto de la tabla periódica pero para átomos artificiales, también conocidos como puntos cuánticos coloidales.
El equipo de investigación en nanociencia desarrolló un método que permite que los puntos cuánticos se unan y formen nuevas estructuras moleculares. Sus hallazgos fueron publicados en la última edición de Nature Communications.
Los puntos cuánticos son nano-trozos de cristal, cada uno con cientos a miles de átomos de semiconductores. Cuando se ven a través de un microscopio electrónico, se ven como puntos.
Al igual que con los átomos reales, cuando combina átomos artificiales juntos, crean una nueva molécula (artificial) con propiedades y características únicas. Estas moléculas se conocen como “artificiales” porque no son una de las 150 millones de moléculas originales que se han formado al combinar átomos de los 118 elementos conocidos en nuestra Tabla Periódica.
A diferencia de sus contrapartes de la tabla periódica, los átomos de puntos cuánticos son de naturaleza mercurial y cambian sus propiedades físicas, electrónicas y ópticas cuando cambia su tamaño. Por ejemplo, un punto cuántico más grande emitirá una luz roja, mientras que uno más pequeño, del mismo material, emitirá una luz verde.
Banin y su equipo idearon un método en el que los científicos pueden crear nuevas moléculas de puntos cuánticos sin perder el control sobre su composición. “Comencé a considerar las infinitas posibilidades que podrían surgir de la creación de moléculas artificiales a partir de bloques de construcción de átomos artificiales”, compartió Banin.
En los últimos veinte años, la comprensión de ambos científicos sobre las propiedades físicas de los puntos cuánticos y sus niveles de control sobre estas pequeñas partículas han aumentado considerablemente. Esto ha llevado a una aplicación generalizada de puntos cuánticos en nuestra vida cotidiana, desde la bioimagen y el seguimiento biológico (confiando en el hecho de que los puntos cuánticos emiten diferentes colores según su tamaño) hasta la energía solar y los monitores de TV de próxima generación.
Este nuevo desarrollo sienta las bases para la formación de una amplia variedad de moléculas de puntos cuánticos fusionados. “Teniendo en cuenta la rica selección de tamaño y composición entre los puntos cuánticos coloidales, solo podemos imaginar las posibilidades para crear una selección de moléculas artificiales con una gran promesa para su utilización en numerosas aplicaciones de tecnologías optoelectrónicas, de detección y cuánticas”, explicó Banin.
CITATION: Colloidal quantum dot molecules manifesting quantum coupling at room temperature. Jiabin Cui, Yossef E. Panfil, Somnath Koley, Doaa Shamalia, Nir Waiskopf, Sergei Remennik, Inna Popov, Meirav Oded & Uri Banin. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13349-1
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