Aportaciones de los puntos cuánticos a la nanociencia y nanotecnología analítica

Contributions of quantum dots to analytical nanoscience and nanotechnology

El desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología ha generado un nuevo marco dentro de la ciencia y la tecnología. La química analítica ha experimentado, al igual que otras áreas de la ciencia, un gran cambio gracias a las necesidades y oportunidades que proporciona la nanociencia y nanotecnología analíticas. Por una parte, el crecimiento exponencial del uso de nanopartículas en la industria que está teniendo lugar en los últimos ańos crea y demanda la aparición de métodos de análisis en la nanoescala para la caracterización de productos, control medioambiental y estudios toxicológicos. Por otra parte, la posibilidad del empleo de nanopartículas con propiedades excepcionales permite el desarrollo de nuevas estrategias de análisis o mejora de las ya existentes para el control analítico de compuestos de interés medioambiental, alimentario, clínico o toxicológico.

En esta investigación se pretenden realizar nuevas aportaciones al papel de los puntos cuánticos (quantum dots, QD) en la nanociencia y nanotecnología analíticas. Este objetivo general se concreta en tres específicos:

• Contribuir al conocimiento de los QD para fomentar su empleo, incluyendo tanto el desarrollo de nuevas metodologías de caracterización como el estudio de sus características y fenómenos particulares.
• Desarrollar nuevas metodologías analíticas basadas en QD para la mejora de los procesos (bio)químicos de medida, es decir, el uso de los QD como herramienta analítica. Las estrategias de análisis, además de explotar las propiedades fotoluminiscentes, aprovecharán otras propiedades excepcionales de los QD con fin de proponer nuevas posibilidades innovadoras.
• Sintetizar, caracterizar y utilizar nuevas nanopartículas híbridas derivadas de QD que ofrezcan nuevas oportunidades para la mejora y el desarrollo de métodos de análisis.

Quantum dots and their multimodal applications : a review

Puntos cuánticos y sus aplicaciones multimodales : una revisión

Los puntos cuánticos semiconductores, cuyos tamańos de partícula están en la nanoescala, tienen propiedades muy inusuales. Poseen bandas prohibidas (band gaps) que dependen de varios factores que se describen en este documento. Aquí se revisan las relaciones entre procesamiento, estructura, propiedades y desempeńo para puntos cuánticos semiconductores compuestos. Se discuten diversos métodos para su síntesis y las propiedades resultantes.

Los estados cuánticos y el confinamiento de sus excitones pueden cambiar su absorción óptica y sus energías de emisión. Tales efectos son importantes para afinar su luminiscencia estimulada por fotones (fotoluminiscencia) o por un campo eléctrico (electroluminiscencia). Aquí se detalla el desacople de los efectos cuánticos sobre la excitación y la emisión, junto con el uso de puntos cuánticos como sensibilizadores en fósforo. Asimismo, se revisan las aplicaciones multimodales de los puntos cuánticos, que incluyen los dispositivos electroluminiscentes, las celdas solares y el escaneo biológico.