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Uno de los retos tanto de la nanociencia como de la nanotecnología actuales es el poder ensamblar estructuras que tengan propiedades físicas bien definidas y controlables.

A escala nano, se requiere que este proceso ocurra de manera sencilla y que las estructuras se ensamblen solas y formen estructuras como cristales a partir de componentes desorganizados. Esto es lo que se conoce como autoensamblaje.

El autoensamblaje de partículas sucede por acción de fuerzas de depleción, de Van der Waals y electro estáticas, que pueden ser difíciles de controlar.

En el artículo “Ensamblaje de súper redes coloidales unidimensionales: Sinergia de fuerzas fundamentales a la nano escala” publicado en el número más reciente de Proceedings of the National Academy of Science(PNAS), se reporta la formación de estructuras periódicas a partir de nanoprismas de oro (de 7 nm de ancho por 140 nm de lado) cuyo autoensamblaje se puede controlar de manera simple.

Estudios experimentales y teóricos del Departamento de Química de la Universidad de Northwestern, Estados Unidos, en colaboración con el Dr. Raúl Esquivel Sirvent, del IFUNAM, muestran que el balance entre las fuerzas que propician el ensamblaje de partículas es lo que ayuda a formar estas estructuras estables.

Tanto la fuerza electrostática como la de depleción se inducen en el sistema al añadir surfactantes, que son moléculas largas cargadas negativamente (como las del jabón). Así, parte del surfactante se adhiere a los prismas y el restante forma micelas que son las causantes de las fuerzas de depleción.

El equipo de investigadores pudo controlar el autoensamblaje de los nanoprismas al cambiar ciertas condiciones del surfactante: concentración, temperatura o concentración iónica a través de sales.

El método presentado es el primero donde el autoensamblaje de prismas de oro se puede controlar y es más barato comparado con los métodos de autoensamblaje con ADN. Además, permite diseñar materiales con diversas propiedades ópticas.