Científicos platenses mejoraron una técnica láser para obtener nanopartículas

Las posibilidades que otorga la nanotecnología son a esta altura bien conocidas, pero eso no significa que estén agotadas, sino más bien todo lo contrario: los horizontes parecen ampliarse a cada paso. En esta línea, científicos del CONICET La Plata lograron recientemente optimizar una técnica para obtener partículas de plata con propiedades bactericidas mediante la utilización de un compuesto biocompatible que, a su vez, mejoró el producto final. Las aplicaciones a las que aspiran son múltiples: desde su introducción en geles y films para envoltorios de alimentos, hasta en pinturas e indumentaria para el sector salud.

El equipo que lidera Lucía Scaffardi, investigadora principal del CONICET en el Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp, CONICET-UNLP-CICPBA), se dedica a estudiar las propiedades de nanopartículas metálicas fabricadas por ablación láser, un procedimiento por el cual un rayo láser arranca el material de la superficie de un objeto sólido al actuar sobre él. Lo que se obtiene son partículas esféricas que miden un nanómetro, es decir la millonésima parte de un millón, algo que se puede ejemplificar pensando en el diámetro de un cabello humano dividido en 100 mil.

A esta escala tan pequeña, el oro no es dorado sino bordó, y la plata pasa de gris a amarilla. “Además de cambiar el color, los metales también adquieren propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas distintas a las que presentan a nivel macro según la forma y el tamaño que se les dé a las partículas. Las esféricas no sirven para lo mismo que las triangulares, por ejemplo”, explica la especialista. Y de acuerdo al interés de quien las estudie, serán las características que habrá que darles al momento de fabricarlas. “Es muy importante que el proceso de obtención sea controlado para poder definir sus rasgos con exactitud, porque de ellos dependerá el uso que tengan”, añade.

El método más tradicional para fabricar nanopartículas es por síntesis química, aunque presenta la desventaja de necesitar aditivos que luego dejan residuos en la preparación. “Otra técnica para hacer lo mismo pero de manera mecánica es la ablación láser, que si bien no es nueva, está menos explotada”, comenta Jésica Santillán, investigadora asistente del CONICET en el CIOp. En este caso, pequeñas piezas de un metal se introducen en un vaso con agua u otro solvente y la acción precisa del láser las va convirtiendo en partículas que quedan suspendidas en el medio líquido.

Santillán y Scaffardi son autoras –junto con otros expertos del país y de Brasil– de un trabajo científico publicado a comienzos de año en la revista Materials Characterization que refleja una mejora a la técnica: la probaron con un compuesto biocompatible llamado citrato trisódico. Los resultados arrojaron importantes ventajas: “No deja restos indeseados; interactúa con la superficie de las nanopartículas para limitar su crecimiento, evitando que pierdan la forma y por ende las propiedades buscadas; y, al no contaminar, resultan más interesantes al pensarse en función de aplicaciones en la industria biomédica o alimentaria”, enumeran.

Otro punto a favor tiene que ver con la estabilidad de las partículas obtenidas, es decir la capacidad de mantenerse en condiciones similares a las iniciales. Si bien otros trabajos anteriores demostraban que el tiempo límite era menor a dos o tres meses, las generadas mediante la técnica con citrato trisódico no han sufrido modificaciones en dos años. “Estas son las mejores nanopartículas que hemos logradas, porque trabajando en un medio acuoso se formaba una pequeña capa de óxido, entonces ya no eran aptas para el uso que queremos darles. En cambio las de estas pruebas resultaron mucho más limpias y de excelente calidad”, resume Santillán.

“Y con el tamaño y forma exactamente deseados –agrega Scaffardi–, porque las propiedades que queremos que tengan aparecen por debajo de los 5 nanómetros (nm), de manera que si se fabricaran más grandes no serían aptas para nuestras aplicaciones. Por ejemplo, algo que ya se conoce es que las nanopartículas de plata a esa escala pueden hacer que se les peguen distintos microorganismos, en particular sucede con el virus del HIV. Las que obtuvimos en este trabajo midieron entre 1 y 2 nm”.

La complicación –si se quiere– del método de ablación láser es que, lógicamente, implica contar con el equipo. En el CIOp trabajan con uno que emite pulsos de 100 femtosegundos, es decir de enorme potencia y precisión, comprado en 2009 y operativo desde 2012. Si bien para esta publicación utilizaron plata, han hecho pruebas con oro, cobre, níquel, hierro, aluminio y distintas aleaciones, algunas de ellas en colaboración con otros laboratorios e instituciones.