Nanotecnología

Por Elisa García-Tabarés Valdivieso

Existen diversas estrategias para sintetizar nanocristales con diferentes propiedades que dependen de las aplicaciones. Los QDs se pueden conjugar a anticuerpos, oligonucleótidos o aptámeros, o pueden cubrirse con estreptavidina y el QD puede ser usado como una etiqueta fluorescente no específica.

Muchos QDs requieren encapsulación con micelas de copolímeros, micelas de fosfolípidos, nano o micro esferas o bien cáscaras de polisacáridos anfifílicos.

La conjugación con Abidinea puede ser modificada empleando ácido dihidroxilipoico.

Por otra parte, la técnica de nanoencapsulación de nanocristales con sustancias poliméricas anfifílicas ha sido usada para preparar CdSe/ZnS que es el más empleado y el ácido mercaptoetanoico se ha empleado para solubilizar el complejo CdSe/ZnS.

Aplicaciones

• Optoelectrónica. Con los puntos cuánticos de materiales semiconductores, como arseniuro de indio y fosfuro de indio, se fabrican diodos láser emisores de luz más eficientes que los usados hoy en lectores de CD, de códigos de barras y demás. Así que se espera que acaben sustituyéndolos a corto o medio plazo.
• Biomedicina. En este caso, los puntos cuánticos no están embebidos en una matriz, sino que son cristales independientes, pero su fundamento y sus propiedades físicas son las mismas. Los puntos cuánticos emiten luz brillante y muy estable. Con ellos se obtienen imágenes de mucho contraste usando láseres menos potentes, y no existe el temor de que se apaguen.
• Paneles solares experimentales. La tercera generación de células fotovoltaicas usa entre otras posibilidades las superficies con puntos cuánticos. El rendimiento es mayor que las células de primera y segunda generación y su fabricación es más barata.
• Nuevos sistemas de iluminación con un rendimiento más eficiente.

POr Vanessa González 

Estas células solares nanocristalinas o nanoestructuradas de colorante, se construyen a partir de suspensiones coloidales de un óxido de amplio ancho de banda prohibida (TiO₂, ZnO) que actúa como conductor electrónico, un pigmento orgánico u órgano-metálico sensible para absorber la luz del sol (análogo a la clorofila en la fotosíntesis), y un electrolito (LiI e I₂ en un disolvente orgánico) que contiene un par redox (I₃ /I-) y que permite el transporte de huecos.

El mecanismo de funcionamiento es muy sencillo: cuando se produce la fotoexcitación del pigmento, éste inyecta un electrón a la banda de conducción del TiO₂, y posteriormente el pigmento oxidado se regenera por transferencia electrónica desde iones I^{� �} en la disolución. Los iones I₃^{� �} formados en este proceso difunden al electrodo recubierto de platino, donde se les reduce rápidamente a I^{� �}. Mientras el pigmento permanezca estable, la secuencia de etapas se desarrolla sin cambio químico neto, es decir, se trata de una célula regenerativa. Bajo iluminación, el semiconductor de TiO₂ contiene una única clase de especie fotogenerada, los electrones inyectados por el pigmento, mientras que los huecos realizan el transporte de carga positiva en la fase líquida.

De esta manera estas células son capaces de convertir la luz en electricidad con una eficiencia de más del 11%, utilizando mecanismos de transferencia electrónica similares a los que ocurren durante la fotosíntesis en las plantas.

Además, las células grätzel presentan una serie de ventajas frente a las células fotovoltaicas convencionales: por un lado, su tamaño ínfimo permitiría proyectarlas en un spray (compuesto por un baño de polímeros) generando un revestimiento de células solares nanocristalinas que se emplearía para cubrir los techos de acero de almacenes, fábricas, y otros edificios, convirtiéndolos en auténticos paneles solares.

Por otro lado, su fabricación es de bajo coste, pues carecen de silicio, un producto caro. Actualmente, la mayoría de las células fotovoltaicas son de silicio monocristalino de gran pureza, material que se obtiene a partir de arena. Sin embargo, su purificación es un proceso muy costoso.

Des esta manera se podría conseguir que la energía solar se convierta en una alternativa barata y factible.