Los nanomateriales son materiales con dimensiones de nanoescala en las que las propiedades de la superficie o de la interfaz predominan sobre las propiedades de la materia a granel. La extensa área superficial de estos nanomateriales puede dar lugar a novedosas propiedades físicas y químicas, como el aumento de la actividad catalítica, la solubilidad mejorada o un comportamiento óptico diferente.
Los nanomateriales, en forma de nanopartículas sintéticas, ya se encuentran en una amplia variedad de productos de consumo, como textiles, pinturas, protectores solares y otros productos de cuidado de la salud. Se encuentran en desarrollo investigaciones intensivas sobre el uso de nanomateriales para el almacenamiento de energía y la conversión de energía, productos farmacéuticos, aplicaciones de ciencias biológicas, paneles solares, catálisis y materiales compuestos, por nombrar solo algunos.
Muchos nanomateriales existen en la forma de nanopartículas en dispersiones. Sin embargo, otros materiales también pueden utilizar las nanoestructuras dentro de ellos. Por ejemplo, las estructuras metalorgánicas (MOF, del inglés Metal Organic Framework) incorporan nanovacíos en sus estructuras cristalinas y pueden ser portadores de grandes concentraciones de otras moléculas. Esto incluye ingredientes farmacéuticos activos (API, del inglés Active Pharmaceutical Ingredient). Cuando los MOF se dispersan como nanopartículas en líquidos biocompatibles, la modificación de la superficie les permite acceder a las células y, luego, liberar una amplia gama de fármacos activos y dirigidos directamente a las áreas en que se requieren en el organismo.
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¿Por qué es importante la caracterización de materiales para los nanomateriales?
Cuando se diseñan nuevos materiales para aplicaciones específicas, a menudo es crucial controlar la distribución del tamaño, la forma, las propiedades de la superficie, la dispersión y la estabilidad de agregación de las nanopartículas sintéticas, así como la composición elemental y nanocristalina del material.
Por ejemplo, comprender la estructura cristalina y el comportamiento hidrodinámico de las nanopartículas de MOF es fundamental para garantizar que puedan recolectar y liberar iones de manera eficaz.
Además, en aplicaciones de película delgada, el grosor, la rugosidad y las propiedades de capa de las nanopelículas también son parámetros críticos en la producción de dispositivos que emplean las propiedades especiales de capas enterradas "bidimensionales".
Asimismo, para varias aplicaciones de nanopartículas sintéticas, las inquietudes potenciales sobre la nanotoxicidad y nanoseguridad han dado como resultado un número creciente de nanorregulaciones. Se requiere la caracterización para garantizar que se cumplan estas regulaciones.
¿Cuáles son nuestras soluciones de análisis de nanopartículas?
En Malvern Panalytical, ofrecemos una amplia gama de soluciones para respaldar la investigación y el desarrollo en nanociencia y nanotecnología:
- Las técnicas como la dispersión de luz dinámica (DLS, del inglés Dynamic Light Scattering), la dispersión de luz electroforética (ELS, del inglés Electrophoretic Light Scattering) y la difracción láser (LD, del inglés Laser Diffraction) permiten a los investigadores determinar y verificar las dimensiones y los comportamientos de las nanopartículas en los líquidos.
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Dispersión de rayos X: la dispersión de rayos X de ángulo bajo (SAXS, del inglés Small-angle X-ray Scattering) y la dispersión de rayos X de ángulo amplio (WAXS, del inglés Wide-angle X-ray Scattering) combinan información sobre la forma y el tamaño de las nanopartículas con análisis de estructura cristalina de cualquier nanocristal presente.
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La difracción de rayos X de alta resolución (HR-XRD, del inglés High-resolution X-ray Diffraction) y la reflectometría de rayos X (XRR, del inglés X-ray Reflectometry) se utilizan para investigar nanocapas "bidimensionales".
- Nuestros espectrómetros de fluorescencia de rayos X (XRF, del inglés X-ray Fluorescence) pueden analizar la composición elemental de las nanopartículas, lo que permite la evaluación de parámetros como la concentración de agentes de dopaje o impurezas.
- El análisis de seguimiento de nanopartículas también se puede utilizar como una herramienta en estudios nanotoxicológicos para determinar la concentración de nanopartículas o para investigar si una muestra específica se puede clasificar como nanomaterial.
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La caracterización de nano y biomateriales nunca ha sido tan rápida, fácil...