p A modelagem de partículas nanométricas de ouro - do tamanho de milionésimos de milímetro - para melhorar suas propriedades em biomedicina e fotônica foi possível graças a um sistema laser especial em um trabalho realizado na Universidade Complutense de Madrid (UCM) e agora publicado em Ciência . p A pesquisa, em que também participam o CIC biomaGUNE e a Universidad Politécnica de Madrid, não representa apenas um recorde em qualidade óptica em que bilhões de nanopartículas de ouro se comportam como uma só, mas apresenta uma nova maneira de manipular e melhorar nanomateriais, empregando lasers como cinzéis nas mãos de um escultor.

p "Usando lasers ultrarrápidos, que são muito intensos, mas de duração muito curta (da ordem de um bilhão de trilhões de flashes por segundo), percebemos um recorde mundial em qualidade óptica, onde todas as partículas de forma obtidas se comportam como clones de tamanho nano ", explica Andrés Guerrero Martínez, investigadora do Programa Ramón y Cajal da Faculdade de Ciências Químicas da UCM.

p O estudo fornece as pistas físicas e químicas necessárias para compreender e controlar esses nanomateriais, considerado "perfeito" do ponto de vista óptico.

p "Tentamos nos últimos quinze anos obter nanopartículas idênticas, para que todos apresentem a mesma cor e suas aplicações sejam mais eficientes. Nesse trabalho, nos concentramos no uso de nanobastões de ouro, em que variações mínimas em seu comprimento ou largura resultam em mudanças significativas na cor da luz que absorvem ", diz Luis Liz Marzán, diretor científico do CIC biomaGUNE e pesquisador do Programa Ikerbasque.

p Do tratamento do tumor à remediação da poluição

p As aplicações das nanopartículas dependem de sua capacidade de absorver e refletir a luz de uma cor específica de forma surpreendentemente eficiente. Esses chamados efeitos plasmônicos resultam em propriedades ópticas que não podem ser alcançadas com metais de dimensões maiores, mesmo na escala milimétrica.

p Essas propriedades podem ser usadas para um grande número de aplicativos úteis que, em muitos casos, não foram possíveis até agora. Em medicina, não apenas a luz refletida por essas partículas pode ser usada para diagnosticar doenças, mas suas propriedades de absorção de luz também podem ser exploradas para induzir a liberação de calor para, por exemplo, o tratamento de tumores de forma localizada, minimizando assim os efeitos colaterais usuais dos tratamentos atuais.

p "As partículas plasmônicas também encontraram aplicações em áreas como tecnologia da informação, produção de energia, ou controle de poluição ambiental, entre outros", diz Guillermo González Rubio, co-autor do artigo que obteve seu doutorado na UCM sob a orientação de Andrés Guerrero Martínez e Luis Liz Marzán.

p Outra novidade deste trabalho é a aplicação de lasers ultrarrápidos para modelar a geometria das partículas e refinar suas propriedades. Nesse caso, Luis Bañares, professor da UCM e co-autor do artigo, trabalha no Ultrafast Laser Center (CLUR) do UCM.

p Além disso, de modo a compreender a natureza química e física do processo de modelagem, técnicas de caracterização padrão (espectroscopia e microscopia eletrônica) têm sido empregadas, bem como novos modelos teóricos e técnicas avançadas de simulação computacional.

p De acordo com Ovidio Rodríguez Peña, pesquisador da UPM, “a demonstração deste objetivo e a explicação dos processos que permitem que aconteça representam uma mudança de paradigma que pode abrir novos caminhos para o desenvolvimento de nanomateriais com propriedades e aplicações melhoradas”.