A medida que la demanda de materiales innovadores sigue creciendo, especialmente en respuesta a los desafíos tecnológicos y medioambientales actuales, la investigación en nanomateriales está emergiendo como un campo estratégico. Entre estos materiales, los puntos cuánticos, o quantum dots, están atrayendo una atención particular debido a sus propiedades únicas y su amplia gama de aplicaciones. Un equipo de investigadores de la Universidad de Lieja ha realizado recientemente una contribución significativa al proponer un enfoque más sostenible para la producción de estas nanoestructuras.
Los puntos cuánticos son partículas semiconductoras de tamaño nanométrico que poseen propiedades ópticas y electrónicas singulares. Su capacidad para absorber y emitir luz con alta precisión los convierte en candidatos ideales para su uso en celdas solares, LEDs, imágenes médicas y sensores. En un estudio reciente, los investigadores de ULiège desarrollaron el primer proceso intensificado y escalable para producir puntos cuánticos de cadmio y calcógeno en agua, utilizando una novedosa fuente de calcógeno biocompatible.
A diferencia de los métodos tradicionales que dependen de disolventes orgánicos, este proceso completamente acuoso y de flujo continuo ofrece una sostenibilidad, seguridad y versatilidad sin precedentes, lo que constituye un avance importante en la producción responsable de nanomateriales avanzados.
Innovación en la producción de puntos cuánticos
La colaboración entre dos laboratorios de ULiège, el CiTOS (Centro de Tecnología Integrada y Síntesis Orgánica) y el MSLab, llevó al diseño de una nueva fuente de calcógeno soluble en agua y un proceso de flujo totalmente integrado que proporciona puntos cuánticos de alta calidad y biocompatibles. Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista Chemical Science, mientras que una revisión más amplia sobre la producción sostenible de puntos cuánticos fue presentada recientemente en Materials Science and Engineering R.
Jean-Christophe Monbaliu, director del CiTOS, explica que la idea surgió inicialmente de la síntesis de péptidos, donde el TCEP es un conocido reductor soluble en agua. “Vimos una oportunidad única para utilizarlo como un agente de transferencia de calcógeno más seguro y escalable, y funcionó notablemente bien”, afirma. Para comprender mejor la interacción entre el TCEP y los calcógenos, el equipo del CiTOS se asoció con el experto en espectroscopía Cédric Malherbe del MSLab. Utilizando espectroscopía Raman in situ, monitorearon las rutas de reacción en tiempo real, un enfoque poco común en este campo.
El sistema desarrollado no solo mejora la productividad, sino que también reduce significativamente los residuos, el consumo de energía y la necesidad de post-procesamiento. “Aunque los puntos cuánticos basados en cadmio son altamente eficientes, su toxicidad sigue siendo una preocupación, especialmente bajo regulaciones medioambientales cada vez más estrictas”, añade Carlotta Campalani, investigadora del CiTOS. “Ahora estamos explorando alternativas más ecológicas y menos tóxicas que aún ofrezcan un rendimiento óptimo”.
Esta investigación ofrece un camino realista y responsable hacia la producción industrial de nanomateriales y refleja el compromiso de ULiège con la innovación en la intersección de la química, la sostenibilidad y las tecnologías del mañana.
