Plasmones: un reto de la nanotecnología del siglo XXI
El pasado 2 de Mayo se publicó en el diario El País un artículo muy interesante acerca de la combinación de óptica y nanotecnología. En él, se recogía una entrevista a Thomas Ebbesen, director del laboratorio de Nanoestructuras de la Universidad Louis Pasteur de Estrasburgo, ya que ha venido a Madrid para reunirse con otros miembros del proyecto europeo PLEAS (en español, Fotónica Desarrollada por Plasmones). Pero, ¿en qué se basa esta nueva técnica? Y, aún más sencillo, ¿qué son los plasmones?.
Los plasmones son un tipo de excitación elemental en sólidos: son fotones que al llegar a la superficie de un material quedan atraídos y atrapados por electrones libres, que los transportan por el interior del sólido. Estas “partículas” pueden ser utilizadas para transportar la luz a través de una lámina. Su descubrimiento se produjo en 1984 y fue un tanto sorprendente: Ebbesen iluminó una estrecha lámina de oro donde había practicado millones de agujeros microscópicos y al medir la radiación a la salida del dispositivo ésta era mucho más intensa que lo que esperaban obtener. La explicación de este fenómeno la dieron nueve años más tarde en el artículo que publicaron en la revista Nature en febrero de 1998: la luz conseguía atravesar la lámina porque era atrapada por los electrones de la superficie del metal, que la transportaban al otro lado y la liberaban allí. Así, consiguieron entender el funcionamiento de este “espejo mágico” que no reflejaba la luz incidente, sino que la transmitía.
La importancia del descubrimiento no acaba ahí, sino que a partir de la explicación de esta transmisión de luz se abre un universo de posibilidades en lo que se refiere a la utilización ésta, ya que ésta se vuelve moldeable. En principio, podemos entonces - gracias a los plasmones - gobernarla a voluntad; esto es, ser capaces de hasta doblar la trayectoria de un haz luminoso. Sin embargo eso es algo que, por desgracia, todavía no se ha conseguido.
Queda, por tanto, mucho trabajo por hacer. Aunque en la actualidad es bien conocido cómo transmitir luz a través de fibras ópticas, a escala nanométrica este comportamiento no es tan sencillo. Se sabe que si se quiere confinar luz en un tubo de tamaño inferior a su longitud de onda, ésta se “siente incómoda” y escapa", haciendo imposible diseñar circuitos ópticos que sustituyan a los electrónicos que se emplean en la actualidad en el sector de la tecnología de la información. Si este problema pudiese ser solventado, se podría conseguir cosas tan inimaginables como la invisibilidad, ya que si somos capaces de curvar un rayo de luz a voluntad tal que bordee un cierto objeto, éste sería invisible para el observador. Bien es cierto, que las aplicaciones prácticas de esta peculiaridad son limitadas.
No obstante, existen grandes perspectivas de aplicación de la plasmónica en la tecnología del futuro. Un ejemplo es el citado proyecto PLEAS, centrado en la creación de nuevos fotodetectores que se utilizarán en dispositivos para teléfonos móviles, cámaras de fotos, y diodos emisores de luz de bajo consumo, cuidando así el medio ambiente. Pero el gran reto que se propone este grupo de investigadores es mejorar la transferencia de información construyendo un chip óptico mucho más pequeño que los chips electrónicos actuales, permitiendo la transmisión de señales ópticas sin necesidad de convertirlas en eléctricas y acelerando el proceso de transferencia de información.
Esta nueva técnica no sólo se aplica en el campo de la informática y las telecomunicaciones, sino en biomedicina, donde pudiera convertirse en una posible terapia contra el cáncer (inyectando dianas fotosensibles que viajarían por la sangre hasta las células malignas, una vez allí serían iluminadas desde el exterior para destruirlas). La plasmónica ha abierto, en definitiva, todo un abanico de posibilidades que merece la pena explorar tanto desde el marco de la ciencia básica como de la aplicada y constituye un ejemplo del carácter multidisciplinar de la nanotecnología.
Tags: óptica y nanotecnología, plasmones
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2007-05-11 a las 11.48 pm
El pasado 2 de Mayo se publicó en el diario El País un artículo muy interesante acerca de la combinación de óptica y nanotecnología. En él, se recogía una entrevista a Thomas Ebbesen, director del laboratorio de Nanoestructuras de la Universidad Louis Pasteur de Estrasburgo, ya que ha venido a Madrid para reunirse con otros miembros del proyecto europeo PLEAS (en español, Fotónica Desarrollada por Plasmones). Pero, ¿en qué se basa esta nueva técnica? Y, aún más sencillo, ¿qué son los plasmones?.
Los plasmones son un tipo de excitación elemental en sólidos: son fotones que al llegar a la superficie de un material quedan atraídos y atrapados por electrones libres, que los transportan por el interior del sólido. Estas “partículas” pueden ser utilizadas para transportar la luz a través de una lámina. Su descubrimiento se produjo en 1984 y fue un tanto sorprendente: Ebbesen iluminó una estrecha lámina de oro donde había practicado millones de agujeros microscópicos y al medir la radiación a la salida del dispositivo ésta era mucho más intensa que lo que esperaban obtener. La explicación de este fenómeno la dieron nueve años más tarde en el artículo que publicaron en la revista Nature en febrero de 1998: la luz conseguía atravesar la lámina porque era atrapada por los electrones de la superficie del metal, que la transportaban al otro lado y la liberaban allí. Así, consiguieron entender el funcionamiento de este “espejo mágico” que no reflejaba la luz incidente, sino que la transmitía.
La importancia del descubrimiento no acaba ahí, sino que a partir de la explicación de esta transmisión de luz se abre un universo de posibilidades en lo que se refiere a la utilización ésta, ya que ésta se vuelve moldeable. En principio, podemos entonces - gracias a los plasmones - gobernarla a voluntad; esto es, ser capaces de hasta doblar la trayectoria de un haz luminoso. Sin embargo eso es algo que, por desgracia, todavía no se ha conseguido.
Queda, por tanto, mucho trabajo por hacer. Aunque en la actualidad es bien conocido cómo transmitir luz a través de fibras ópticas, a escala nanométrica este comportamiento no es tan sencillo. Se sabe que si se quiere confinar luz en un tubo de tamaño inferior a su longitud de onda, ésta se “siente incómoda” y escapa\
2007-07-01 a las 2.36 pm
He buscado información en internet acerca de los plasmones, y doy la dirrección de internet de un trabajo muy interesante acerca de la física de los plasmones, así como sus aplicaciones. Está muy bien desarrollado , incluso con ecuaciones matemáticas de la física de éstos. El trabajo, en cuestión está en la primera referencia bibliográfica que cito.
He encontrado una aplicación muy interesante de los plasmones y es la llamada : \’espectroscopía por resonancia de plasmones\’ , que se utiliza para la hibridación del ADN, que ahora explicaré en qué consiste.
En uno de los post que escribí, llamado : \’posibles andamios para nanomáquinas : hebras de ADN\’ , expliqué un poco en qué consistía el fenómeno de la hibridación ( aunque no lo llamé así porque no sabía que recibía este nombre ) , por si alguno tiene interés en leerlo.
Explicaré un poco la estructura del ADN ( también estaba explicada en el artículo citado ) , para así entender mejor en qué consiste las reacciones de hibridación y la contribución de los \’plasmones\’ en ella.
El ADN es una biomolécula cuya función consiste en almacenar la información genética de los seres vivos e ir transmitiéndola de generación en generación.
El ADN contiene en su secuencia toda la información necesaria para la síntesis de proteínas.
Dos cadenas de ADN pueden unirse para formar una doble cadena. Esto se produce mediante uniones con enlace de puente de hidrógeno entre las bases que forman la cadena. Es importante destacar que para que una doble cadena se forme, es necesario que la unión de varias cadenas sea lo suficientemente complementarias, que quiere decir que la unión de puente de hidrógeno formadas sean suficientes para estabilizar la estructura.
La reacción en la que dos cadenas de ADN se unen para dar una doble cadena se denomina reacción de hibridación.
Para la detección de reacciones de hibridación en superficie es utilizada la técnica de espectroscopía de plasmones.
http://www.mpip-mainz.mpg.de/~stefani/docs/Stefani2001_DiplomaThesis.pdf
http://www.optica.unican.es/RNO7/Contribuciones/articulospdf/sanchezgil.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia