Nanopartículas plasmónicas

Los plasmones son electrones libres en la superficie de los metales que se excitan con la entrada de energía, generalmente de la luz. Los plasmones en movimiento pueden transformar la energía óptica en calor. Las nanopartículas plasmónicas son partículas cuya densidad de electrones puede acoplarse con radiación electromagnética de longitudes de onda que son mucho más grandes que la partícula. Esto se debe a la naturaleza de la interfaz dieléctrico-metal entre el medio y las partículas, a diferencia de un metal puro, donde hay un límite máximo sobre el tamaño de la longitud de onda que se puede acoplar de manera efectiva en función del tamaño del material. Las nanopartículas plasmónicas también exhiben interesantes propiedades de dispersión, absorbancia y acoplamiento basadas en sus geometrías y posiciones relativas. Estas propiedades únicas las han convertido en un foco de investigación en muchas aplicaciones, incluidas las células solares, la espectroscopia, la mejora de la señal para la obtención de imágenes y el tratamiento del cáncer.
Nanopartículas de oro plasmónicas .
Las nanopartículas de oro se pueden usar para convertir energía de manera eficiente debido a que su absorbancia óptica es aproximadamente un millón de veces más alta que cualquier otra molécula en la naturaleza. Los científicos de la Universidad de Rice han demostrado que las nanopartículas de oro comunes, conocidas como coloides de oro, se calientan en longitudes de onda del infrarrojo cercano tan estrechas como unos pocos nanómetros cuando son golpeadas por pulsos muy cortos de luz láser.
El efecto informado parece estar relacionado con la excitación óptica no estacionaria de nanopartículas plasmónicas. Las nanopartículas de oro plasmónico hacen posible el calentamiento puntual bajo demanda. Los investigadores han encontrado una forma de calentar selectivamente diversas nanopartículas que podrían promover su uso en la medicina y la industria.
Las partículas anteriores responden tradicionalmente a amplios espectros de luz, y no gran parte de ella se encuentra en la valiosa región del infrarrojo cercano. La luz del infrarrojo cercano es invisible para el agua y, lo que es más crítico para aplicaciones biológicas, para los tejidos. Según los investigadores, todas las nanopartículas, comenzando con coloides de oro sólido y pasando a nanoconchas, nanovarillas, jaulas y estrellas de oro más sofisticadas y diseñadas, tienen espectros muy amplios, generalmente alrededor de 100 nanómetros y, por lo tanto, solo se puede usar un tipo de nanopartícula a la vez.
El descubrimiento permitió a los investigadores utilizar pulsos de láser controlados para ajustar el espectro de absorbancia de los coloides de oro simple. El laboratorio de Rice demostró que las nanopartículas de oro coloidal básicas podrían activarse de manera eficiente mediante un pulso de láser corto a 780 nanómetros, con una amplificación de 88 veces del efecto fototérmico visto con un láser continuo.