Quantum dots: Puntos cuánticos


Los “Quantum dots” o puntos cuánticos son cristales coloidales semiconductores, más fotoestables, monocromáticos y brillantes que cualquier fluorocromo. Habitualmente se trata de partículas esféricas; que generalmente tienen alrededor de 10 nm de diámetro. Son considerados como átomos artificiales en los que los niveles de energía se discretizan como resultado del efecto de confinamiento que a su vez es el resultado del tamaño nanométrico de las nanopartículas.

Quantum dots producidos por PlasmaChem, Wikipedia
Se trata de partículas fotoactivas, lo que significa que son capaces de absorber luz y emitirla más tarde. En este caso, las ondas que emiten dependen de su tamaño y no de su composición. Por ejemplo, un punto cuántico de 2 nm emitirá luz azul, mientras que uno, del mismo material, con 6-7 nm de diámetro emitirá luz roja. Además, poseen altos rangos de excitación y bajos rangos de emisión.

Suelen fabricarse con semiconductores de calcogenuro de metal cuya estructura cristalina es zinc o wurtzita(sulfuro de zinc cristalino). Así mismo, debido a su tamaño y a que sus electrones deben ajustarse a tres dimensiones no siguen exactamente ni las leyes de la física clásica ni de la física cuántica.

El color de luz que emite depende el tamaño del quantum dot

Actualmente, los puntos cuánticos se sintetizan a partir de diferentes métodos con el fin de obtener diferentes morfologías y estructuras, por ejemplo, los procesos de ebullición, hidrotermal, electroquímicos, deposición química de vapor (CVD por sus siglas en inglés), entre otros.

Sin embargo, la técnica más utilizada es la coloidal. Esta es una vía química de síntesis, durante la cual, en la cámara de reacción se utilizan agentes para controlar la nucleación y crecimiento de partículas. Los elementos que se desea que posteriormente formen parte de los nanocristales son introducidos a través de sus compuestos precursores. El agente clave para la síntesis es el surfactante (compuestos que disminuyen la tensión superficial). Los nanocristales coloidales se obtienen en solución sin mediar ningún sustrato. La deposición de los nanocristales obtenidos se puede realizar posteriormente.

Síntesis y caracterización de puntos cuánticos, Ana Isabel Sánchez Solis

Además, es posible recubrir las nanopartículas con moléculas biológicas (proteínas, oligonucleótidos), y de esta manera poder realizar funciones de reconocimiento con gran eficiencia y especificidad.

Debido a sus capacidades ópticas, su fotoestabilidad, capacidad para no distorsionar la fisiología celular y habilidad para ser adicionado a biomoléculas los puntos cuánticos son utilizados en la detección de células cancerígenas a través del marcaje diferencial a nivel molecular, celular e “in vivo”. Algunas otras aplicaciones que tienen los puntos cuánticos son: imagen y terapia fotodinámica, diseño de dispositivos electrónicos (como pantallas y LEDs), celdas fotovoltaicas y láseres.


Si quieres saber más, revisa esto:

Quantum Dots: explicado fácil y rápido https://www.youtube.com/watch?v=RRB7doOS5BI


Para saber más: 

https://news.samsung.com/mx/3-puntos-basicos-para-entender-que-es-un-punto-cuantico-y-por-que-querras-tener-una-tv-con-esta-tecnologia

https://cordis.europa.eu/article/id/92497-quantum-dots-in-biomedicine/es

https://cio.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1002/295/1/16744.pdf

http://www.ucm.es/BUCM/revistasBUC/portal/modulos.php?name=Revistas2&id=RCCV&col=1


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