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Analizan propiedades de plasmones

Reyna Alejandra Fonseca Velázquez
01/marzo/2014

Los electrones son capaces de vibrar de una manera específica. A este fenómeno se le conoce como plasmón y surge cuando estas partículas subatómicas se encuentran en un material conductor al momento en que éste es irradiado de alguna forma, parecidos a un grupo de "bolitas" que se mueven en conjunto de un lado a otro.

Para conocer las propiedades de estos plasmones, se desarrolla en el Instituto de Física una técnica que podría ayudar, de hecho, a utilizarlos para eliminar tumores cancerosos.

Existen distintas maneras de vibrar y por lo tanto diversos tipos de plasmones. Esto dice mucho acerca de las propiedades energéticas del material, por ejemplo, sobre la absorción de energía de un material conductor dado. En el caso del conjunto de "bolitas" se necesita energía para moverlas de un lado a otro y para lograrlo éstas son excitadas con algún tipo de radiación electromagnética. Si los electrones que se están moviendo se encuentran en la superficie del conductor, ese plasmón se llama plasmón de superficie y si los electrones que se mueven están en el resto del material conductor, se les llama plasmones de bulto.

Existe un tercer tipo de plasmones, llamados "de nano-partícula" que pueden ser excitados con haces de luz. Raúl Esquivel Sirvent, investigador del departamento de Estado Sólido del IFUNAM, utiliza este tipo de plasmones y habló sobre ello en el seminario titulado "Teorías de Medio Efectivo en Plasmónica" el pasado mes de octubre.

En su laboratorio, el físico crece nano-partículas de oro, pues comentó que son muy fáciles de hacer, además de que su forma se aproxima mucho a una esfera y esto ayuda en los cálculos de sus propiedades.

Además señaló que es muy usual el querer controlar la frecuencia del plasmón con respecto a la frecuencia de la luz con la que se le está excitando. Es en este punto en el que entran en juego diversos factores como: la manera en la que se crecen las nano-partículas, el material, la forma, el tamaño y el número de nano-partículas utilizadas para generar el plasmón.

“¿Cómo modifico el comportamiento de los plasmones? Si quiero cambiar el plasmón que tiene una sola esfera entonces le puedo acercar otra y de esta manera puedo ver si este otro sistema combinado me da un plasmón distinto”, explicó.

Otra forma de modificar su comportamiento es cambiando a la nano-partícula, es decir, en vez de ser sólida pasaría a ser hueca, también podría ser sólida pero con capas de distintos materiales (como si fuera una cebolla), o rellenas de agua.

“Dependiendo de la longitud de onda del plasmón, podemos concentrar mucho la energía alrededor de la partícula (...). La misma energía de la luz que se le suministra a la partícula, el plasmón la concentra de distinta forma”, dijo.

El físico explicó a Noticias IFUNAM que podría surgir una propuesta de aplicación para la eliminación de los tumores cancerosos ya que se dañaría una cantidad mínima de tejido sano.

“Se puede inyectar este tipo de partículas en el tejido que se desea eliminar y al ponerlas en contacto con radiación de un láser queman el tejido en el que se encuentran y así ya no se daña el tejido sano”, comentó.


La aplicación más prometedora de los plasmones es utilizarlos en el tratamiento de tumores cancerosos para minimizar el daño al tejido sano.

Para estudiar a los plasmones, Esquivel Sirvent utiliza la teoría del medio efectivo, la cual trata de generar un sistema promedio (simulado por una teoría) con las propiedades análogas a las del sistema total. Esto significa que se deja de ver a los componentes individuales y en su lugar se puede ver una componente total-completa.

En este caso, la teoría del medio efectivo que el investigador desarrolló y utilizó se concentró en el cálculo de las funciones dieléctricas (respuesta de un material cuando es iluminado por la luz) de los distintos tipos de sistemas en los que se estudian los plasmones.

Durante la ponencia mostró un método simple para calcular la función dieléctrica del material. Se trata de un método computacional que puede utilizar tanto la teoría del medio efectivo como la teoría de Mie (dispersión de la luz al pasar a través de alguna esfera). El método computacional hace el cálculo de las características de los distintos tipos de plasmones.

Por el momento el investigador señaló que pese a la simpleza del método desarrollado los resultados obtenidos son bastante buenos al ser comparados con los que ya se tenían calculados por otros investigadores y con otros métodos.

Enlaces Relacionados

Mas información sobre plasmones y nanopartículas:

http://www.fisica.unam.mx/personales/cecilia/38-jp066539m.pdf