El misterio de la fluorescencia en nanotubos de carbono: el papel clave del agua

MadridInvestigadores Descubren el Secreto de la Iluminación de los Nanotubos de Carbono

Científicos han descubierto por qué los nanotubos de carbono emiten luz cuando se unen a ciertas moléculas. Estos nanotubos podrían ser muy útiles en biosensores para monitorear el nivel de azúcar en la sangre y realizar pruebas de COVID-19. El factor crucial es el agua. Cuando los nanotubos encuentran las moléculas objetivo, emiten una luz cuya intensidad varía según la cantidad de la sustancia presente. Este descubrimiento fue realizado por equipos de la Universidad Ruhr de Bochum en Alemania y la Universidad de Texas en El Paso.

Puntos clave del estudio:

• Los nanotubos de carbono funcionan como biosensores al modificar su fluorescencia cuando se unen a moléculas específicas.
• Investigaciones con espectroscopía de terahercios han descubierto el papel crucial del agua en esta fluorescencia.
• La capa de hidratación, o las moléculas de agua que rodean a los nanotubos, es fundamental en el proceso de emisión.

Los nanotubos de carbono de pared simple pueden ser modificados con biopolímeros o fragmentos de ADN para apuntar específicamente a ciertas moléculas. Esto los hace útiles para detectar neurotransmisores y otros marcadores biológicos. El método de detección no estaba claro antes, pero este estudio lo aclara.

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El descubrimiento revela la importancia de la interacción entre los nanotubos de carbono y el agua circundante. Cuando un nanotubo se adhiere a otra sustancia, su energía interna cambia y se conecta con las moléculas de agua cercanas. Esta interacción energética influye en la intensidad de la fluorescencia del nanotubo. Si un nanotubo se vuelve más brillante, transfiere menos energía al agua, mientras que si se vuelve más tenue, transfiere más energía al agua.

El estudio utilizó espectroscopia de terahercios, lo que permitió a los científicos observar cómo se mueve la energía. Este método demostró el papel crucial del agua, centrándose en el entorno alrededor del nanotubo en lugar del nanotubo en sí. Estos hallazgos ayudan a desarrollar mejores biosensores.

Los investigadores creen que comprender esta interacción puede ayudar a desarrollar mejores biosensores. Al tener en cuenta esta interacción de la capa de hidratación, se pueden crear biosensores futuros que funcionen de manera más eficiente y confiable. Esto es fundamental para pruebas médicas y estudios bioquímicos, donde la precisión y la sensibilidad son esenciales.

La Sociedad Alemana de Investigación, la Fundación Volkswagen y la Fundación Nacional de Ciencia financiaron el estudio. Este esfuerzo conjunto destaca la importancia de combinar diferentes disciplinas para avanzar en el conocimiento científico. Los investigadores ahora tienen la oportunidad de mejorar la tecnología de biosensores, lo que podría revolucionar la forma en que monitoreamos y diagnosticamos condiciones médicas.