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El Premio Nobel de Química 2023 se otorgó a los puntos cuánticos, objetos tan pequeños que están sujetos a los extraños y complicados principios de la física cuántica. Muchos puntos cuánticos utilizados en electrónica están hechos de materiales tóxicos, pero se están fabricando y probando homólogos no tóxicos para su uso en medicina y medio ambiente.
![El flujo de agua se detiene desde la alcantarilla hacia el río, cuya costa está cubierta de hierba.](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_40807_17110298659105556.jpg)
Crédito de la foto: Calle Kaentian/Shutterstock.com
Un grupo de investigadores está trabajando en puntos cuánticos a base de carbono y azufre que se utilizarán para crear tintas invisibles seguras y descontaminar los suministros de agua.
Los investigadores anunciaron sus resultados el 20 de marzo.Th2024, en la reunión de primavera de la Sociedad Química Estadounidense (ACS).
Los puntos cuánticos son cristales semiconductores artificiales de tamaño nanométrico que producen luz. Se utilizan en una variedad de aplicaciones que incluyen células solares y pantallas electrónicas.
Muchos puntos cuánticos tradicionales son tóxicos porque están hechos de metales pesados. Por eso trabajamos en puntos cuánticos no metálicos, porque son respetuosos con el medio ambiente y pueden utilizarse en aplicaciones biológicas.
Md Palashuddin Sk, profesor asistente de química, Universidad musulmana de Aligarh
Los puntos cuánticos son muy pequeños y a menudo miden decenas de átomos de diámetro. Debido a que son tan pequeños, sus propiedades están reguladas por efectos cuánticos, lo que hace que se comporten de manera diferente a los objetos más grandes. Irradian luz de formas inesperadas; Por ejemplo, el oro aparece azul en esta escala.
Los puntos cuánticos no metálicos ofrecen el mismo efecto y han sido estudiados por otros investigadores como herramienta de bioimagen. Palashuddin se ha centrado en desarrollar puntos cuánticos basados en carbono y azufre (Cdots y Sdots, respectivamente) para una variedad de aplicaciones adicionales.
“El carbono y el azufre son materiales muy comunes y económicos y pueden sintetizarse fácilmente en puntos cuánticos. Puede crear puntos de carbono a partir de materiales de desecho y luego usarlos para eliminar contaminantes; son una forma de cerrar el ciclo del proceso.añadió Palashuddin.
Aunque \Cdots y Sdots son descubrimientos relativamente nuevos, Palashuddin ya los ha utilizado en varias aplicaciones. A pesar de su pequeño tamaño, los puntos tienen una gran superficie que puede funcionalizarse para una variedad de aplicaciones.
En el pasado, el grupo creó puntos que cambiaban de color según los contaminantes que encontraban. Esto significó que podían ayudar a identificar contaminantes como plomo, cobalto y cromo en una muestra de agua sin que se filtraran más metales de los propios puntos.
Los Cdots pueden ayudar a descomponer y detectar contaminantes como pesticidas y colorantes en el agua. En un proyecto, Palashuddin trabajó con Amaresh Kumar Sahoo, profesor asistente especializado en nanobiotecnología en el Instituto Indio de Tecnología de la Información, para formar puntos C a partir de cáscaras de papa. Luego montaron los Cdots en pequeños robots diseñados para atacar y descomponer tintes tóxicos en muestras que simulaban agua contaminada.
Además de identificar y descomponer los contaminantes, el equipo ha desarrollado técnicas para eliminarlos del agua. Han desarrollado Cdots especialmente diseñados para absorber aceite de automóviles y actualmente están trabajando en un sistema de filtración basado en Cdot para tratar derrames de petróleo.
Los investigadores planean aplicar sus resultados de laboratorio en la práctica, posiblemente con un estudio centrado en el río Yamuna. Este río fluye directamente a través de Nueva Delhi y está notoriamente contaminado, especialmente en regiones densamente pobladas.
Palashuddin quiere utilizar los puntos no metálicos de su equipo para detectar y eliminar numerosos contaminantes del río, incluidos pesticidas, tensioactivos, iones metálicos, antibióticos y colorantes. Idealmente, los puntos están funcionalizados de tal manera que la mayor cantidad posible de diferentes contaminantes se recojan en su superficie para que puedan eliminarse fácilmente.
Sin embargo, las aplicaciones potenciales de las puntas no metálicas van más allá del tratamiento del agua. Palashuddin y sus colegas están investigando actualmente aplicaciones que son más similares a las puntas tradicionales a base de metal pero que no tienen problemas de toxicidad.
Por ejemplo, algunos de los puntos cuánticos emisores de luz del equipo podrían usarse en tintas invisibles para evitar la falsificación o integrarse en dispositivos emisores de luz, como pantallas de televisión.
El equipo espera que sus hallazgos ayuden a ampliar las aplicaciones de los puntos cuánticos no metálicos y aprovechar sus propiedades únicas en el medio ambiente.
Cómo los pequeños puntos cuánticos no metálicos podrían contribuir a una sociedad sostenible
Crédito del vídeo: Sociedad Química Estadounidense.
Fuente: https://www.acs.org/
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