Puntos Cuánticos, luces brillantes para la ciencia

La semana pasada, la Academia Sueca, entregó el Nobel de Química 2023 a Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus y Alexei I. Ekimov “por evolucionar la producción química a través del descubrimiento y desarrollo de los puntos cuánticos”, tal como explicó la Academia. 

Esta emocionante revelación destaca la importancia de la nanotecnología y la química en nuestro mundo moderno, sus contribuciones revolucionarias en el campo de los "Puntos Cuánticos" prometen cambiar la forma en que vemos y utilizamos la luz.

Para acercarnos un poco a este mundo diminuto, conversamos con 2 investigadores del INN, que cotidianamente desarrollan sus temas de investigación en la escala nanométrica.

Eduardo Martinez es investigador del CONICET, Doctor en Ciencia y Tecnología e Ingeniero en materiales y desarrolla sus actividades de investigación en el Nodo Bariloche del INN. "El concepto de nanomateriales no se refiere solamente a objetos materiales de escala nanométrica (la milmillonésima parte de un metro) sino a que en tales objetos las propiedades físicas intrínsecas pasan a depender del tamaño. Lo interesante es que al reducir el volumen de esos materiales a la escala nano, ocurre un fenómeno llamado "confinamiento cuántico"", esto significa, por ejemplo, que los electrones confinados en dimensiones pequeñas tienen niveles de energía más altos en comparación con los electrones en estado libre, entre otras propiedades.

Por su parte Paula Angelomé, investigadora del CONICET, Doctora en Química Inorgánica, Analítica y Química Física y parte del equipo de trabajo en el nodo Constituyentes del INN nos explica “Se demostró que es posible obtener partículas semiconductoras de tamaños nanométricos cuyas propiedades de emisión de luz dependen del tamaño. Se desarrolló un método de síntesis que permite controlar de manera muy reproducible el tamaño de las partículas. El control del tamaño lleva, entonces, al control del color que pueden emitir estas partículas. Y, como resultado, se abrió la posibilidad de producir estas partículas en gran escala y de usarlas para aplicaciones de todo tipo. Es decir, se dio un salto claro entre la nanociencia y el estudio de propiedades fundamentales de los materiales hacia la nanotecnología, en la que las propiedades de los materiales se aprovechan para un fin tecnológico.”

El Nobel de Química de este año celebra el potencial transformador de la nanotecnología y la química en la vida cotidiana. “Las aplicaciones tecnológicas de estos materiales son muy amplias, desde técnicas de imágenes en medicina y biología, hasta televisores y celdas solares. De esta forma, los puntos cuánticos se han convertido en uno de los tantos ejemplos exitosos de la nanotecnología y en un claro ejemplo de cómo la colaboración entre físicos, químicos e ingenieros, y la perseverancia en la financiación de proyectos de investigación, puede convertir la ciencia básica en productos que mejoran la calidad de vida de los ciudadanos.” concluye Martínez.

Los puntos cuánticos tienen aplicaciones en campos tan diversos como la electrónica, la medicina y la energía. Por ejemplo, en la electrónica, pueden utilizarse para crear pantallas de alta definición con colores más vivos y eficiencia energética mejorada. En medicina, los puntos cuánticos se emplean en la detección temprana y el seguimiento de enfermedades, como el cáncer, mediante imágenes más precisas y menos invasivas. Además en el área energética, se está investigando para mejorar la eficiencia de las células solares y almacenar energía de manera más efectiva. 

Las investigaciones que vienen realizándose en el INN, llevadas adelante por equipos altamente especializados, están relacionadas a esta y otras tantas posibles aplicaciones resultantes de sintetizar nanopartículas de distintos materiales. Existen actualmente muchos proyectos en curso dedicados a la aplicación de estas nanopartículas en catálisis, biotecnología, fotónica, celdas de combustible entre otros.

Estas contribuciones nos recuerdan que, en el mundo de la ciencia, las pequeñas partículas pueden tener un impacto gigante.