IX CONGRESO NACIONAL DEL COLOR - Publicaciones de la ...

IX CONGRESO NACIONAL DEL COLOR. ALICANTE 2010
que se favorezca más su crecimiento en unas direcciones determinadas, siempre compatibles con
la estructura cristalina esperada para el material. En una nanopartícula suficientemente pequeña
tendremos un número finito y pequeño de átomos según cada dirección espacial, no mucho más
de unos 3-4 átomos por cada nm de aquélla, lo que nos permite prever la existencia de niveles
discretos de energía, como sucedería en una molécula con unos cientos o miles de átomos (como
el DNA, por ejemplo).
En el caso de las nanopartículas semiconductoras, o puntos cuánticos, tales estados de
energía discretos también se pueden calcular a la inversa, partiendo de la estructura de bandas del
material masivo y suponiendo que los electrones o huecos libres están confinados según las 3
direcciones espaciales sobre distancias d suficientemente pequeñas, lo que da lugar a que no
todos los estados con k distinto de 0 (representaría la cantidad de movimiento de los electrones o
huecos en el sólido) son accesibles para electrones o huecos, sino unos pocos. Con esta
explicación somera podemos entender la relación entre el tamaño y la energía de la transición
óptica fundamental al reducir el tamaño de la nanopartícula. Aquélla disminuye con una relación
próxima a la inversa de su diámetro al cuadrado. Sin conseguimos controlar el tamaño de la
nanopartícula durante su síntesis podremos fijar sus propiedades ópticas más básicas, como lo es
la longitud de onda a la que se produce absorción o emisión de luz.
Esta característica, junto con el aumento de la intensidad de tal absorción/emisión óptica al
disminuir el tamaño, es la que ha conferido tanto auge al uso de nanopartículas semiconductoras
en diferentes campos de la ciencia y la tecnología. Por citar dos de los más importantes: 1-la
nano-biomedicina, disciplina todavía en construcción que englobaría el uso de nanopartículas y/o
nanodispositivos para diagnosticar y actuar sobre enfermedades a nivel celular [8], y, 2-la nanooptoelectrónica
[9,10], disciplina que estudia el diseño, fabricación y funcionamiento de
dispositivos de emisión (diodos electroluminiscentes, o LEDs, y láseres) y de detección o
conversión de luz (diodos fotodetectores y células solares).
El matrimonio de la microelectrónica y la fotónica con la biotecnología y la nanoquímica
conducirá en los años venideros a avances muy importantes en la tecnología de sistemas
inteligentes en un chip. La interacción de la luz con la materia hace que la óptica sea una
herramienta de medición y diagnóstico ideal. Así, se ha demostrado que se pueden identificar
biomoléculas de interés, hasta el límite de una única molécula, cuando se etiquetan con
nanopartículas fluorescentes (puntos cuánticos de CdSe, por ejemplo), y se usa microscopía
óptica confocal como técnica de detección [11]. En la actualidad se utilizan microscopios
externos y de grandes dimensiones, además de un láser de excitación y un sistema complejo de
detección, por lo que los esfuerzos deben orientarse hacia la miniaturización de estos sistemas
ópticos y la integración en chips funcionales, lo que se puede conseguir, total o parcialmente, a
través de dispositivos fotónicos sobre silicio o sobre materiales III-V, o incluso en fibra óptica
[12]. En cualquier caso, los puntos cuánticos (QD, quantum dots) serán idóneos para la
biodetección utilizando esos dispositivos [13]. Por sí solos también podrán utilizarse como
biomarcadores en técnicas de imagen de alta sensibilidad para biomedicina (detección precoz de
tumores cancerígenos, por ejemplo).
En este trabajo se realiza un análisis espectral y colorimétrico preliminar de dos variedades
químicas de puntos cuánticos (CdSe y CdTe) en función diferentes variaciones en sus procesos de
síntesis. Este análisis comprende el paso de los espectros de absorción/emisión relativa a valores
colorimétricos convencionales usando espacios de representación del color recomendados por la
Comisión Internacional de Iluminación y Color (CIE) con el fin de evaluar el rango de colores
perceptibles, y, correlacionar la evolución de color con las variables implicadas en el proceso de
sus síntesis.
458