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Nanotecnología
Autoensamblaje en Diseños Gobernados Por el
Magnetismo
23 de Marzo de 2009.
 Unos
investigadores de la Universidad Duke y de la Universidad de
Massachusetts han dado con un conjunto único de condiciones bajo las
cuales diminutas partículas dentro de una solución se ensamblan de
manera predecible en numerosas formas complejas.
 Menéame
Manipulando la magnetización de una solución líquida, los investigadores
han inducido por primera vez a materiales magnéticos y no magnéticos a
formar nanoestructuras intrincadas. Las estructuras resultantes pueden
ser de tipo fijo, es decir que sus componentes pueden estar unidos
permanentemente. Esto brinda la posibilidad de utilizar tales
estructuras como bloques básicos de construcción para aplicaciones tan
diversas como óptica avanzada, dispositivos de invisibilidad,
almacenamiento de datos y bioingeniería.
La manera en que las partículas se atraen o repelen entre ellas se puede
controlar cambiando los niveles de magnetización del fluido. Ajustando
apropiadamente estas interacciones, las partículas magnéticas y no
magnéticas se posicionan unas alrededor de las otras de un modo muy
parecido a cómo un copo de nieve se forma alrededor de una partícula
microscópica de polvo.
Randall Erb realizó estos experimentos junto a Hui Son, en el
laboratorio de Benjamin Yellen, profesor de ingeniería mecánica y
ciencia de los materiales y miembro principal del equipo de
investigación.
Las nanoestructuras son formadas dentro de un líquido conocido como
ferrofluido, el cual es una solución de suspensiones de nanopartículas
constituidas por compuestos que contienen hierro. Una de las propiedades
únicas de estos fluidos es que se vuelven muy magnetizados ante la
presencia de campos magnéticos externos. Los ferrofluidos utilizados en
estos experimentos fueron desarrollados junto con Bappaditya Samanta y
Vincent Rotello en la Universidad de Massachusetts.
La clave del ensamblaje de estas nanoestructuras es ajustar las
interacciones entre las partículas magnetizadas positiva y
negativamente. Esto se logra variando las concentraciones de partículas
del ferrofluido en la solución. Entre las primeras estructuras creadas
durante estas demostraciones, cabe citar una que se parece a una flor, y
otra que recuerda al planeta Saturno (con sus famosos anillos).
Los científicos han sido capaces desde hace tiempo de crear pequeñas
estructuras compuestas de un solo tipo de partícula, pero nunca antes se
había logrado hacer una demostración del ensamblaje de estructuras
sofisticadas en soluciones que contienen múltiples tipos de partículas.
La complejidad de estas nanoestructuras determina cómo pueden ser
finalmente utilizadas.
Todo apunta a que cambiando el tamaño, tipo y/o el grado de magnetismo
de las partículas, será posible obtener una muy amplia variedad de
estructuras.
Los investigadores prevén el uso de estas nanoestructuras en
dispositivos ópticos avanzados, tales como sensores, donde diferentes
nanoestructuras podrían ser diseñadas para tener propiedades ópticas
hechas a la medida. Anillos compuestos de partículas metálicas podrían
también ser usados para diseños especiales de antenas, y quizás como uno
de los componentes clave en la construcción de materiales que exhiban
"magnetismo óptico" artificial y permeabilidad magnética negativa.
Información adicional en:
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