Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores que emiten luz en un pequeño rango de longitudes de onda. A los fabricantes de electrónica les encantaría poder emplear puntos cuánticos para desarrollar diodos emisores de luz (LEDs) para su uso en iluminación y en pantallas, ya que emplean menos energía y sus colores son más ricos que los de los LEDs convencionales.

Para conseguir estas aplicaciones el obtener luz blanca es crítico. Hasta ahora la luz blanca solo se había conseguido a base de combinar la luz procedente de nanocristales que emitían luz roja, verde o azul por separado. Esta no es la mejor solución ya que la luz blanca obtenida no es uniforme y es muy fácil que tenga tonalidades no deseadas; por otra parte el trabajar con tres materiales complica mucho la fabricación industrial.

Ahora, un grupo de investigadores del Instituto Indio de Tecnología en Guwahati ha conseguido un punto cuántico que emite luz blanca a base de decorar la superficie de un nanocristal de sulfuro de zinc con dos moléculas orgánicas diferentes. Este sistema tiene la ventaja añadida de que todos los materiales empleados, a diferencia de los habituales en los puntos cuánticos, no son tóxicos. Los resultados se publican en The Journal of Physical Chemistry Letters.

Los investigadores crearon una suspensión de nanocristales de sulfuro de zinc dopado con manganeso. Estos nanocristales presentan iones de zinc y manganeso en su superficie. Cuando reciben un haz de luz ultravioleta (longitud de onda 320 nm) brillan en naranja (588 nm).

A continuación añadieron a la suspensión ácido acetilsalicílico (más conocido por su nombre comercial, aspirina) y 8-hidroxiquinoleína. Las moléculas de aspirina reaccionan con los iones de manganeso y zinc formando complejos en la superficie del nanocristal que emiten luz azul (410 nm) cuando se excitan. Por su parte la 8-hidroxiquinoleína reacciona con los iones de zinc para formar complejos que emiten luz verde (500 nm).

Las emisiones naranja, azul y verde se mezclan para crear un resplandor blanco cuando incide sobre el nanocristal luz ultravioleta (320 nm). Los investigadores pueden incluso ajustar los puntos cuánticos para que emitan otros colores simplemente cambiando la proporción de moléculas orgánicas que se añaden.

Este trabajo constituye una forma original y muy interesante de resolver un reto importante: no solo consiguen luz blanca sino luz del color que se desee. Ahora solo queda que los puntos cuánticos emitan luz cuando los excite una corriente eléctrica, que es como funcionan los LEDs.

Referencia:Sabyasachi Pramanik, Satyapriya Bhandari, Shilaj Roy & Arun Chattopadhyay (2015) Synchronous Tricolor Emission-Based White Light from Quantum Dot Complex J. Phys. Chem. Lett. DOI: 10.1021/acs.jpclett.5b00295

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Esta entrada participa en el XLVI Carnaval de Química alojado en el blog descubrirlaquimica2 de @descubrequimica.