Mas cerca del auto de hidrógeno, gracias a la nanotecnología

Por Ana Díaz VN |

Publicado a las 01:46 PM CST en Oct 24,2017 | Actualizado a las 01:46 PM CST en Oct 24,2017


Investigadores de la Universidad Politécnica de Chalmers y de la Universidad Técnica de Dinamarca han desarrollado un método que permite mapear las respuestas individuales de las nanopartículas en diferentes situaciones y contextos. Los resultados allanan el camino para obtener mejores nanomateriales y nanotecnología más segura y se publicaron recientemente en la revista Nature Communications.

La nanotecnología será la base de casi todas las nuevas tecnologías en el futuro. Pero las nanopartículas son personajes de carácter temperamental. Aunque parezcan iguales desde una determinada distancia, son extremadamente individuales cuando acercas el zoom a cada uno de ellos.

Svetlana Alekseeva y Christoph Langhammer de la Universidad Politécnica de Chalmers en Suecia, junto con investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca, han descubierto por qué las diferentes nanopartículas policristalinas se comportan de forma tan distinta cuando entran en contacto con el hidrógeno. Este conocimiento es esencial para desarrollar mejores detectores de hidrógeno, que se espera que desempeñen un papel importante en la seguridad de los vehículos de hidrógeno.

“Nuestros experimentos mostraron claramente cómo la reacción con el hidrógeno depende de las particularidades de la manera en que se construyen las nanopartículas. Fue sorprendente ver cuán fuerte era la correlación entre las propiedades y la respuesta, y cuán bien se podía predecir teóricamente”, dice Svetlana Alekseeva, una postdoctorado del Departamento de Física de la Universidad Tecnológica de Chalmers.

 

Una nanopartícula de un material determinado está compuesta por varios granos o cristales más pequeños. El número de granos y su disposición es, por lo tanto, crucial para determinar cómo reacciona la partícula en una determinada situación o con una determinada sustancia.

Svetlana Alekseeva y sus colaboradores han elaborado mapas de nanopartículas individuales. Las ocho imágenes muestran ocho nanopartículas diferentes de la misma sustancia, paladio. Cada nanopartícula consiste en un número de granos, que se muestran como campos de diferentes colores en las imágenes. Las propiedades y los patrones de respuesta de los distintos granos difieren, y estos a su vez determinan las propiedades y respuestas de las nanopartículas cuando entran en contacto con otras sustancias. Crédito: Svetlana Alekseeva

Alekseeva y sus colaboradores han producido unos mapas o retratos virtuales de nanopartículas de paladio individuales. Las imágenes muestran los granos como un número de campos que se combinan en un mapa. Algunas partículas consisten en un gran número de granos, otras tienen menos granos, y los campos se bordean entre sí de diferentes maneras.

Este nuevo método de caracterización de nanopartículas se basa en una combinación de microscopía electrónica y microscopía óptica. Las mismas nanoparticulas son examinadas usando ambos métodos y es posible monitorear su respuesta cuando se encuentran con otras sustancias. Esto permite, por lo tanto, mapear las propiedades materiales básicas de las nanopartículas a nivel individual, y ver cómo éstas se correlacionan con la respuesta de las partículas cuando interactúan con su entorno.

Como resultado, se abre una gama casi infinita de posibilidades para la investigación y el desarrollo de productos y nanomateriales técnicamente optimizados y más seguros desde el punto de vista medioambiental y sanitario.

Las nanopartículas que se han investigado también funcionan como sensores en sí mismas. Cuando se iluminan, revelan cómo reaccionan con otras sustancias, como gases o líquidos diversos. El equipo de investigación de Langhammer está trabajando actualmente en varios proyectos en esta área, incluyendo algunos relacionados con la detección de hidrógeno.

Pero el conocimiento sobre las nanopartículas es necesario en una serie de campos diferentes en la sociedad. Entre ellas se incluyen, por ejemplo, en nuevos dispositivos electrónicos, baterías, pilas de combustible, catalizadores, textiles y en ingeniería química y biotecnología. Todavía hay mucho que no sabemos sobre cómo estas pequeñas partículas operan o llegarán a afectarnos a nosotros y al medio ambiente a largo plazo.

“La nanotecnología se está desarrollando rápidamente en el mundo, pero hasta ahora la investigación sobre la nanotecnología no se está llevando a cabo al mismo ritmo. Por lo tanto, debemos comprender mejor los riesgos y lo que distingue a una nanopartícula peligrosa de una no peligrosa”, dice Christoph Langhammer, profesor asociado del Departamento de Física de Chalmers.

 

“Nuestro trabajo indica que no todo es lo que parece – son los detalles los que son cruciales. Para entender si las nanopartículas son peligrosas para los seres humanos, los animales o la naturaleza y por qué, también necesitamos examinarlas individualmente. Nuestro nuevo método ahora nos permite hacer esto”.

 

Referencias & Fuentes

phys.orgSingle nanoparticle mapping paves the way for better nanotechnology

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Ana Díaz Villanueva

Doctora en Educación por la Universidad de Chile en el año 2010. Subdirectora del Departamento Interfacultativo de Psicología Evolutiva y de la Educación. Experto profesional en E-learning 2.0: educación por internet y formación on-line; impartido con metodología on-line por la UCLA . Master en Programación Web con metodología presencial; impartido por el Centro de Estudios Informáticos en 2016.  

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