Nanotecnología

Los puntos cuánticos son estructuras  denominadas 0-D ya que todas sus dimensiones están a escala nanométrica. . El tamaño de dicha estructura juega un papel crucial, ya que es el que determina los niveles de energía y por tanto la longitud de onda de la emisión de dichos niveles cuando se produce una recombinación a través de dichos niveles.. Los puntos cuánticos de mayor tamaño emiten luz con una longitud de onda grande correspondiente al rojo, mientras que los puntos cuánticos de menor tamaño emiten luz ultravioleta, de menor longitud debido a los efectos de confinamiento cuántico. Las posibles aplicaciones del desarrollo de estas estructuras han hecho que muchas empresas se interesen en ellas y en su explotación, un claro ejemplo es la empresa Invitrogen que controla un gran número de patentes de puntos. Para el 2009 se prevé que el mercado global supere los 400 millones de euros.

¿De qué están hechos los puntos cuánticos? En principio cualquier átomo en solitario podría ser perfectamente un punto cuántico. Sin embargo, con los medios actuales no se puede trabajar con átomos individualmente a escala industrial; fundamentalmente se trabaja con estructuras de GaAs, AlGaAs, cadmio, selenio y zinc, si bien en el primer punto cuántico se utlizó carbono y el desarrollo de éstos todavía sigue vigente. Suelen presentar un diámetro de entre 5 y 10 nanometros, mientras que una célula biológica normal tiene alrededor de unos mil; precisamente es este pequeño tamaño el que confiere a estos puntos unas propiedades ópticas y cuánticas especiales. La nanoestructura se comporta como un átomo “artificial” en el que los electrones pasan a formar parte de toda la estructura, Los puntos cuánticos pueden encontrarse embebidos en una matriz o también disueltos. Un ejemplo de puntos cuánticos embebidos en una matriz serían los que se encuentran en el papel monetario, son invisibles a simple vista pero si se les aplica radiación ultravioleta en un detector de billetes falsos se observan claramente. También los podemos encontrar en los diodos láser de los lectores CD y DVD, con lo cual podemos ver que ya sson muy habituales ya en nuestros días

Se han postulado un gran número de aplicaciones para este tipo de estructuras, aplicaciones que abarcan desde la biomedicina hasta la informática pasando por la biología, donde podrían usarse como sondas moleculares que nos permitirían visualizar lo que está pasando dentro de una célula. En este caso se plantea el problema de la toxicidad de sus componentes para lo cual se podrían usar como alternativa los fabricados a partir de carbono anteriormente mencionados. En cuanto a la informática, en la actualidad la transmisión de la información se da mediante energía eléctrica, con los puntos cuánticos se abriría una nueva era, la computación cuántica, en la que la transmisión de datos se daría mediante energía lumínica.

Una propiedad no mencionada anteriormente de los puntos cuánticos es que presentan un factor de conversión cercano al 100%, es decir, prácticamente transforman toda la radiación ultravioleta que reciben en radiación visible. Además hemos dicho que podemos jugar con el color emitido con solo variar el tamaño de la nanoestructura. Por tanto, si somos capaces de conjugar los tamaños adecuados podríamos obtener bombillas de puntos cuánticos que emitieran luz blanca de gran intensidad, a partir de la radiación ultravioleta que reciben de la atmósfera. Esto supondría, sin duda, un gran ahorro energético, por lo que la nanotecnología podría realizar su “pequeña” contribución para evitar el cambio climático.

Este artículo fue publicado el 29-Enero-2007 a las 10.16 am por CHRISTIAN JACQ bajo la categoría Definiendo la Nanotecnología. Puede obtener un aviso de los comentarios a este artículo usando el RSS 2.0 feed.

Tags: 0-D, computación cuántica, diodos láser, efectos de confinamiento cuántico, Invitrogen, papel monetario, puntos cuánticos