Tabletas de sílice nanoporosa para cuantificar biomoléculas y nanopartículas mediante autodifusividad del agua en poros bio‑inspirados

Resumen

Inspirados en la intrincada nano‑estructura de los frústulos de algas diatomeas, presentamos un enfoque novedoso que utiliza tabletas de sílice nanoporosa diseñadas para cuantificar la concentración de biomoléculas o nanopartículas suspendidas en agua. El método se basa en la reducción bien establecida del coeficiente de autodifusión del agua cuando se confina dentro de nanoporos —un fenómeno que se modula aún más por la presencia de solutos. Al medir la difusividad del agua confinada, por ejemplo con dispersión neutrónica cuasi‑elástica (QENS) o imagen por resonancia magnética ponderada por difusión (D‑MRI), podemos inferir la concentración del soluto con precisión sub‑porcentual. Simulaciones de dinámica molecular y datos de la literatura confirman una correlación robusta entre la difusividad del agua y la carga de soluto, mientras que estimaciones de tiempos de llenado de poros sugieren que el protocolo puede completarse en menos de una hora para dimensiones realistas de tabletas. Esta estrategia de nanometría bio‑inspirada ofrece una alternativa rápida y de bajo costo para detectar nanopoluentes emergentes y biomoléculas traza en ambientes acuosos.

Absorbedor perfecto coherente dual‑banda, insensible a polarización, sintonizable usando guía de onda híbrida de doble capa de grafeno CVD mejorado por plasma a baja temperatura de acetileno en catalizadores bimetálicos Ni‑Au para grafeno monocapa continuo