Investigadores de la Universidad de Nueva York han desarrollado un método para dirigir el ensamblaje de partículas microscópicas en cristales usando luz. Esta técnica, detallada en la revista Chem, permite un control en tiempo real del crecimiento y la disolución de cristales. El enfoque podría habilitar nuevos materiales responsivos para aplicaciones en óptica y fotónica.
Los cristales forman la base de muchas estructuras naturales y tecnológicas, desde copos de nieve hasta el silicio en la electrónica. Sin embargo, controlar con precisión su formación ha sido un desafío, ya que las partículas suelen ensamblarse según sus propios términos. nnUn equipo liderado por Stefano Sacanna, profesor de química en NYU, abordó esto introduciendo moléculas sensibles a la luz llamadas fotoácidos en una suspensión líquida de partículas coloidales. Estas pequeñas esferas imitan los arreglos atómicos en cristales y se usan en sensores y láseres. Cuando la luz incide sobre los fotoácidos, estos se vuelven más ácidos, alterando las cargas superficiales de las partículas y, por ende, su atracción o repulsión. nn«Básicamente, usamos la luz como un control remoto para programar cómo la materia se organiza a escala microscópica», dijo Sacanna. nnExperimentos y simulaciones mostraron que variar la intensidad, duración o patrón de la luz permite una manipulación precisa. Los investigadores pudieron desencadenar la formación de cristales, fundir los existentes, remodelar estructuras o crear ensamblajes más grandes y uniformes. Steven van Kesteren, ex investigador postdoctoral en el laboratorio de Sacanna y ahora en ETH Zürich, señaló: «Solo subir o bajar un poco la luz marcaba la diferencia entre que la partícula se adhiriera completamente o estuviera totalmente libre». nnEl método opera en una configuración única de «una sola olla» («one-pot»), ensamblando y desensamblando de forma reversible las partículas sin alterar otras condiciones. Esta simplicidad proviene de la facilidad para controlar la luz, lo que permite comportamientos complejos como disolver selectivamente regiones específicas de un cristal. nnEl trabajo, apoyado por la US Army Research Office, la Swiss National Science Foundation y el Simons Center de NYU, apunta a materiales programables con luz. Glen Hocky, profesor asociado de química en NYU, dijo: «Nuestro enfoque nos acerca a materiales coloidales dinámicos y programables que pueden reconfigurarse a demanda». nnLos autores adicionales son Nicole Smina, Shihao Zang y Cheuk Wai Leung, todos de NYU.
