Un estudio internacional apunta al rodio como material idóneo para determinadas aplicaciones nanofotónicas

Investigadores de la Universidad de Cantabria, junto a científicos americanos, han publicado sus resultados sobre el comportamiento electromagnético de este metal a nivel nano.

rodio
Equipo de investigadores de la Universidad de Cantabria.

Redacción. Investigadores de la Universidad de Cantabria han participado en un estudio internacional sobre el comportamiento electromagnético de los metales a nivel de nano-escala, con el objetivo de identificar los materiales más adecuados para determinadas aplicaciones tecnológicas en biología, medicina, análisis de la materia, y especialmente en las que la miniaturización es importante, como en las comunicaciones y el almacenamiento de información a nivel óptico.

El trabajo se enmarca en el campo de la nanoplasmónica, rama de la nanofotónica que tiene como objeto el estudio del comportamiento electromagnético de los metales a nivel nanométrico. En esta escala, las partículas metálicas excitadas por radiación electromagnética, presentan fenómenos interesantes de enorme interés práctico, como la intensificación del campo electromagnético a distancias nanométricas de las partículas.

El oro, la plata y el cobre han sido tradicionalmente utilizados para formar parte de esas nanoestructuras plasmónicas por su respuesta óptima en ciertas longitudes de onda visibles, pero en el rango ultravioleta su eficiencia es muy débil y supone un reto encontrar soluciones alternativas. Tras tres años de trabajo, los científicos han señalado al rodio como un buen candidato, al permitir combinar plasmónica y fotocatálisis.

Los resultados de este estudio se han publicado, bajo el título ‘Rhodium Nanoparticles for Ultraviolet Plasmonics’, en la prestigiosa revista científica Nano-Letters, de la Sociedad Americana de Química. Lo firman expertos de la UC –Fernando Moreno, Francisco González, Juan M. Sanz y Rodrigo Alcaraz de la Osa-, así como de la Universidad de Duke y del Army Research Laboratory, ambos de Estados Unidos. El proyecto está financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y por el USAITCA (United States International Technology Center-Atlantic).

Hoy en día hay una gran demanda de uso de estas tecnologías en zonas del espectro más energéticas, como la del ultravioleta, debido a su importancia en aplicaciones biológicas (biomoléculas, así como aminoácidos aromáticos o el propio ADN tienen respuesta en este rango). También hay aplicaciones relacionadas con el análisis de la materia, basadas en el efecto Raman, y en la asistencia a reacciones fotoquímicas (fotocatálisis, fotodisociación).

Una aplicación directa sería la generación de elementos biocidas permanentes para usarlos en tejidos autolimpiantes. Hasta ahora, se han venido empleando nanopartículas de plata. Su facilidad de oxidación, así como su baja eficiencia plasmónica en el ultravioleta, lo descartan para usar en estas frecuencias. Para desarrollar estructuras en este rango, era preciso buscar metales más idóneos y el trabajo de los científicos se ha centrado en esta búsqueda. El Rodio demostró ser un excelente candidato.

Éste se utiliza habitualmente en el campo industrial como catalizador para distintos tipos de hidrocarburos y compuestos químicos, muchas veces mezclado con platino y paladio para incrementar su ya alta resistencia a la corrosión. Asimismo, es un metal tremendamente prometedor para combinar plasmónica y catálisis.

El estudio en el que ha participado la UC ha demostrado que este material tiene una fuerte respuesta en el rango ultravioleta y los grupos americanos lograron fabricar, a través de medios químicos, nanopartículas de rodio con forma de estrella de tres puntas y tamaño más pequeño que 10 nanómetros. Con estas partículas lograron la intensificación de campos electromagnéticos locales así como efectos de transferencia de carga, y analizaron las posibilidades que existen de poder conseguir fotocatálisis asistida por efectos plasmónicos.



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