La tabla periódica ha sido un elemento permanente para entender los elementos químicos y sus propiedades desde que fue creada por el profesor ruso Dmitri Mendeleev en 1869.
En ese momento, Mendeleev “vio en un sueño una mesa en la que todos los elementos se colocaban en su lugar según las necesidades. Despertando, lo escribió inmediatamente en un pedazo de papel”.
Ordenó los entonces 63 elementos conocidos por los científicos “según el valor de sus pesos atómicos presentan una clara periodicidad de propiedades” dejando espacios en la carta para cuando se descubran más elementos. Hoy en día hay 118 elementos incluidos en la tabla.
(Crédito de la foto: MEIRAV ODED Y SOMNATH KOLEY)
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 al Jerusalén Post que están utilizando este concepto de tabla periódica “como una analogía”.
“Por analogía con lo que sabemos de los átomos, ahora podemos combinar diferentes puntos cuánticos (‘átomos artificiales’) para formar estructuras moleculares, este concepto nos da una riqueza de posibilidades que pueden surgir”, dijo, añadiendo 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 de tipo molecular.
“Los puntos cuánticos son trozos de cristal de tamaño nanométrico, cada uno de los cuales contiene de cientos a miles de átomos semiconductores”, explicó la Universidad Hebrea en una declaración. “Cuando se ven a través de un microscopio electrónico, parecen puntos”.
“Al igual que con los átomos reales, cuando se combinan estos átomos artificiales, crean una nueva molécula (artificial) con propiedades y características únicas”, agregó.
Estas moléculas se denominan “artificiales” porque no forman parte de los 150 millones de moléculas originales que se han creado combinando átomos de los 118 elementos conocidos de la Tabla Periódica de Mendeléyev, que hoy forma parte integrante del mundo científico.
Curiosamente, los átomos de puntos cuánticos son mercuriales. Esto significa que sus propiedades físicas, electrónicas y ópticas cambian cuando varía 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 da 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 componen los puntos cuánticos y también han aprendido a manipular sus niveles de control.
Banin le dijo a The Jerusalén Post que hoy en día se utilizan puntos cuánticos en nuestra vida diaria en las esferas biológica y tecnológica.
“Los puntos cuánticos hoy en día ya están siendo usados para la bio-imagen y el bio-seguimiento”, dijo, explicando que estas etiquetas ultrapequeñas se usan para ayudar a estudiar objetos biológicos al “seguir y rastrear biomoléculas y células que están marcadas con puntos cuánticos”.
Añadió que los puntos cuánticos también se utilizan “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 “causando impacto en las pantallas planas, incluidas las pantallas de televisión”.
“Enriquece la calidad del color y al mismo tiempo ahorra energía… y podemos ver colores mucho más ricos, ahora que tendremos esta capacidad de controlar los puntos cuánticos”, dijo Banin, añadiendo que esto impactará el pensamiento del futuro.
“Considerando la gran selección de tamaño y composición entre los puntos cuánticos coloidales, solo podemos imaginar las emocionantes posibilidades de crear una selección de moléculas artificiales con gran promesa para su utilización en numerosas aplicaciones optoelectrónicas, de detección y de tecnologías cuánticas”, concluyó.
Los resultados se publicaron en la última edición de Nature Communications.