Un equipo de científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén está reinventando el concepto de la tabla periódica, pero para los átomos artificiales.
La tabla periódica ha sido un elemento permanente para comprender los elementos químicos y sus propiedades desde que fue creada por primera vez por el profesor ruso Dmitri Mendeleev en 1869.
En ese momento, Mendeleev “vio en un sueño una mesa donde todos los elementos encajaban según fuera necesario. Al despertar, inmediatamente lo escribió en una hoja de papel“.
Arregló los 63 elementos conocidos por los científicos “de acuerdo con el valor que sus pesos atómicos presentan una clara periodicidad de propiedades“, dejando espacios en la tabla para cuando se descubran más elementos. Hoy hay 118 elementos incluidos en la tabla.
Ahora, 150 años después, un equipo de científicos, dirigido por el profesor Uri Banin del Instituto de Química y Centro de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad Hebrea de Jerusalén, está reinventando el concepto de la tabla periódica, pero para los átomos artificiales.
Banin explicó a The Jerusalem Post que están usando este concepto de tabla periódica “como analogía”.
Profesor Uri Banin en el Laboratorio de Nanocentros de la Universidad Hebrea. (Credito: Universidad Hebrea)
“En analogía con lo que sabemos de los átomos, ahora podemos combinar diferentes puntos cuánticos (‘átomos artificiales’) para formar estructuras similares a las moleculares, este concepto nos da una gran cantidad de posibilidades que pueden surgir“, dijo, y agregó que “atrapa la imaginación y enriquece significativamente la familia de materiales basados en puntos cuánticos“.
El equipo de investigación en nanociencia ha desarrollado un método que permite que los puntos cuánticos se unan y formen nuevas estructuras moleculares.
“Los puntos cuánticos son fragmentos de cristal de tamaño nano, cada uno con cientos a miles de átomos de semiconductores“, explicó la Universidad Hebrea en un comunicado. “Cuando se ven a través de un microscopio electrónico, se ven como puntos.
“Al igual que con los átomos reales, cuando se combinan tales átomos artificiales, crean una nueva molécula (artificial) con propiedades y características únicas“, agregó.
Estas moléculas se llaman “artificiales” porque no forman parte de los 150 millones de moléculas originales que se han creado mediante la combinación de átomos de los 118 elementos conocidos en la Tabla Periódica de Mendeleev, que hoy es una parte integral del mundo científico.
Curiosamente, los átomos de puntos cuánticos son mercuriales. Esto significa que sus propiedades físicas, electrónicas y ópticas cambian cuando cambia su tamaño.
Banin destacó que “un punto cuántico más grande emitirá una luz roja, mientras que uno más pequeño, del mismo material, emitirá una luz verde“.
Junto con su equipo, Banin también ha formulado un método que brinda a los científicos la oportunidad de crear nuevas moléculas de puntos cuánticos sin perder el control sobre su tamaño y composición.
“Comencé a considerar las infinitas posibilidades que podrían surgir de la creación de moléculas artificiales a partir de bloques de construcción de átomos artificiales“, dijo Banin.
En las últimas décadas, los científicos han mejorado su comprensión de las propiedades físicas que forman los puntos cuánticos y también han aprendido a manipular sus niveles de control.
Banin le dijo al Post que hoy los puntos cuánticos se están utilizando en nuestra vida cotidiana en las esferas biológica y tecnológica.
“Los puntos cuánticos de hoy ya se están utilizando para la bioimagen y el bio-seguimiento“, dijo, explicando que estas etiquetas ultrapequeñas se usan para ayudar a estudiar objetos biológicos “siguiendo y rastreando biomoléculas y células que están marcadas con puntos cuánticos“.
Agregó que los puntos cuánticos también se usan “en aplicaciones de detección para medir o identificar la presencia de otras moléculas” y en la energía solar.
En el ámbito tecnológico, Banin dijo que los puntos cuánticos también están “teniendo un impacto en las pantallas planas, incluidas las pantallas de TV“.
“Enriquece la calidad del color y al mismo tiempo también ahorra energía … y podemos ver colores mucho más ricos, ahora que tendremos esta capacidad de controlar los puntos cuánticos“, dijo Banin, y agregó que esto tendrá un impacto en el pensamiento del futuro.
“Teniendo en cuenta la rica selección de tamaño y composición entre los puntos cuánticos coloidales, solo podemos imaginar las emocionantes posibilidades para crear una selección de moléculas artificiales con una gran promesa para su utilización en numerosas aplicaciones optoelectrónicas, de detección y de tecnologías cuánticas“, concluyó.
Los hallazgos fueron publicados en la última edición de Nature Communications.