NeoFronteras

Formación de nanoesferas creada por luz evanescente. Foto: C. Bain.

Unos científicos consiguen ordenar formaciones de partículas mediante la utilización de nada más que luz. El sistema podría emplearse para organizar nanopartículas.
Estamos acostumbrados a que la materia “doblegue” la luz. Así con una lente la podemos concentrar, con un prisma la podemos escindir en sus diferentes longitudes de onda y con diversos materiales la podemos producir y detectar. Lo que ya no es tan habitual es que sea la luz quien dicte a la materia como debe de comportarse.
Para la mayoría de los físicos no es una sorpresa que la luz sea capaz de mantener partículas de manera más o menos desordenada.Ahora un grupo de científicos del Reino Unido liderados por Colin Bain y Christopher Mellor ha utilizado luz dispersada por un prisma para ordenar grupos de nanoesfera de poliéster. Esto permite diseñar un sistema para ensamblar materia en dimensiones nanométrica además de esclarecer los procesos que tienen lugar a esas escalas.
Estos investigadores sobrepusieron dos haces láser que atravesaban un prisma de sílice hasta llegar a su superficie. Los haces incidían sobre esa superficie con un ángulo por encima del ángulo crítico, por tanto eran reflejados internamente y sólo la luz evanescente era capaz de penetrar en el espacio más allá de la superficie del prisma. Los haces por tanto sufrían una reflexión total sobre ella.
Después los investigadores depositaban sobre dicha superficie una gota de agua con una disolución coloidal de nanoesferas de poliéster de 300 a 600 nm de diámetro.
En esas condiciones las esferas son atraídas por la luz evanescente y espontáneamente se disponían en una formación ordenada de las mismas.
La novedad en todo esto es que la luz consiga ordenar las partículas a pesar de que el campo eléctrico debido a la los haces de luz ortogonales en la superficie es constante.
El nuevo sistema es distinto de las pinzas ópticas u otros dispositivos ópticos de manipulación de materia pues en estos casos el campo eléctrico varía espacialmente.
Según los autores el orden en este caso proviene de la dispersión de la luz producida por las propias esferas y no por un gradiente de campo “externo”.
La formación de esferas exhibe además algunas de las particularidades de los cristales moleculares, como su difusión superficial, migración de defectos, nucleación de transiciones de fase o coalescencia de dos cristales en uno entre otras.
Además de permitir un nuevo sistema de ensamblado de nanopartículas este proceso permite estudiar procesos muy similares que ocurren a escalas más pequeñas en cristales.
Ahora este grupo de investigadores planea explicar cuantitativamente el efecto y espera extenderlo a sistemas tridimensionales.