Un equipo de investigación del Departamento de Química Física e Inorgánica de la URV ha desarrollado un innovador método que permite la creación de nanomateriales con una notable capacidad para responder a la luz, mejorando así la detección de moléculas. Este avance es crucial en áreas como la salud, el medio ambiente y el análisis químico, donde identificar moléculas en cantidades ultrabajas es esencial.
Las nanopartículas, diseñadas con forma de estrella y compuestas por oro recubierto de plata, logran amplificar hasta 80 veces la señal utilizada para detectar moléculas en comparación con materiales similares empleados anteriormente. Esta mejora representa un salto significativo respecto a los resultados obtenidos en investigaciones previas y ha sido documentada en la revista ACS Nanoscience Au.
Nueva técnica para mejorar la detección molecular
La técnica conocida como SERS (surface-enhanced Raman spectroscopy) permite identificar moléculas mediante su firma espectral Raman, que se refiere al patrón característico que cada sustancia genera al ser iluminada con un láser. Esta “huella” es única para cada tipo de molécula, lo que facilita su reconocimiento preciso. Dado que la señal generada suele ser muy débil, se requieren materiales especiales denominados plasmónicos para amplificar la interacción entre la luz y las moléculas.
El diseño del material utilizado como amplificador es fundamental para el rendimiento del sensor óptico. En esta investigación, liderada por Nicolás Pazos y Luca Guerrini, en colaboración con Vincenzo Giannini del Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC), se ha desarrollado una metodología que combina un sustrato plasmónico con forma estelar, optimizando su eficiencia para potenciar la señal SERS gracias a las propiedades ópticas superiores de la plata.
Control preciso en el proceso de fabricación
A través de un control riguroso durante el proceso de fabricación, los investigadores han logrado regular el crecimiento de plata sobre las nanoestrellas de oro. Esto les ha permitido mantener su forma anisotrópica —con puntas alargadas que concentran la luz— y ajustar las respuestas del material a lo largo de un amplio rango de longitudes de onda. Los análisis microscópicos han confirmado que la plata recubre uniformemente toda la superficie de las nanoestrellas sin comprometer su forma.
Las pruebas experimentales indican que estas nanoestrellas recubiertas ofrecen una respuesta SERS óptima incluso cuando son iluminadas con láseres de diferentes longitudes de onda. Este hallazgo sugiere que el rendimiento del material no depende exclusivamente del ajuste preciso del láser utilizado, sino más bien de sus propiedades plasmónicas intrínsecas.
"Este avance establece una nueva vía para el diseño de materiales destinados a sustratos SERS altamente eficientes y puede tener repercusiones directas en campos como el análisis químico, la biomedicina o el control ambiental", concluye el equipo investigador.
Referencia bibliográfica: Judith Pen?as-Farre, Xiaofei Xiao, Vincenzo Giannini, Xavier Mateos, Luca Guerrini y Nicolas Pazos-Perez. Synthesis and Optimization of Highly Bright Silver-Coated Au Nanostars with Tunable Plasmonic Properties. DOI: 10.1021/acsnanoscienceau.5c00075
Si (
No(
