Argiak gobernatzen dituen materialak

Material hibridoek mota desberdinetako osagaiak konbinatzen dituzte (organikoak eta ez-organikoak), ohikoez bestelako materialak eskuratzeko; propietate berriak edo hobetuak izaten dituzte, beren osagaien arteko eragin sinergikoagatik. Rebeca Sola UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Kimika Fisikoa Saileko ikertzaileak material hibrido fotoaktiboak -eszitazio-argitan jarrita desberdin erantzuten dutenak- garatu, eta zehatz karakterizatu ditu. Material horiek askotariko alorretan aplika daitezke, hala nola optikan eta biomedikuntzan. Sail horretan egindako ikerketan, material hibridoak eskuratu zituzten normalean disoluzioan erabiltzen diren koloratzaile fluoreszenteak gehituz egitura ez-organiko ildodunei, zeinek alde batetik babesa ematen baitiote koloratzaileari eta degradazioaren aurrean egonkorrago bihurtzen baitute. Hala, material horiek erabiltzen dituzten gailuen bizitza erabilgarria handitu egingo litzateke. Bestetik, sistemari zurruntasuna ematen diote, eta hori ere interesgarria da, ostalari organikoen (koloratzaileen) propietate fotofisikoak handitzea lortzen baita hala.

Ikertzaileak azaltzen duenez, "material oso fluoreszenteak lortu dira, eta koloratzaileak ordenatuak dituzte; hala, erantzun oso anisotropoa ematen diote linealki polarizatutako argiari", alegia, materialek desberdin erantzuten dute argi intzidentearen polarizazioaren norabidearen arabera. Gainera, material horien sintesia "nahiko sinplea da", adierazi du Solak: "koloratzailea barruan okluitua duten egitura kristalinoak lortzen dira, hura kristalean sartzeko difusio-prozesurik aplikatu beharrik gabe".

Hainbat aplikazio optiko

Era horretan, ikertzaileak hainbat eratako propietate optikoak dituzten materialak lortu ditu. "Oso interesgarriak dira antena artifizialaren efektua dutenak, koloratzaile-espezie desberdinen ordenamenduarekin eta norabide bakarreko energia-transferentziarekin", adierazi du. Material-mota horrekin, hainbat koloretako fluoreszentzia duten partikulak lortzen dira, zeinak gai baitira argiaren energia mutur batean jaso eta kontrako muturrera transferitzeko. Hori interesgarria izan liteke eguzki-zeluletan integratzeko.

Eskuratutako beste material bat da fluoreszentzia atzeratua igortzen duen material bat: sistemaren fluoreszentziak, ohikoa den moduan eszitazio-iturria kentzen den unean bertan itzali ordez, iraun egiten du segundo-hamarren batzuetan, eta arazorik gabe ikus daiteke begi hutsez. "Halakoak interesgarriak izan litezke LED teknologietarako", azaldu du. Bestalde, laser intzidente baten argia energia bikoitza duen argi bihurtzeko gai diren materialak ere lortu dira.

Material horiek egitura ez-organikoan koloratzaile bat baino gehiago sartzea onartzen dute; zenbait koloratzaile kapsulatu daitezke aldi berean. "Erantzun osagarria duten bi koloratzailerekin, argiaren polarizazioaren arabera kolorea aldatzen duten partikula fluoreszenteak lortu ditugu; emisio fluoreszente urdin bat izatetik berdea izatera igaro da -gehitu du Solak-. Prozesu itzulgarria eta errepikagarria da, gainera". Emisio gorria duen hirugarren koloratzaile bat proportzio egokietan gehituta, argi zuria emititzen duen sistema bat ere sortu da, "hori ere interesgarria da argiztapen-sistemetarako", esan du.

Halaber, argi zuriaren igorleak lortu dira, ioi metalikoz eta konposatu organiko batzuez osatutako MOF egiturei (Metal Organic Frameworks) molekula organiko txikiak gehituz. Hala, fosforeszentzia lortu da giro-tenperaturan. "Normalean tenperatura oso baxuak eskatzen dituen igortze-prozesu bat da fosforeszentzia; tenperatura baxua behar du argi fosforeszentea desaktiba ez dadin", azaldu du Solak.

Biomedikuntzarako jauzia

Ikertzaileek frogatu dute material hibridoak beste alor batzuetan ere aplika daitezkeela; biomedikuntzan, esaterako. Horretarako, terapia fotodinamikorako balio duten substantzia fotosentsibilizatzaileak erabili dituzte. Material horietan, zati organikoak eta ez-organikoak konbinatzen dira, eta oxigeno-espezie bat sortzen dute, zeina gai baita zenbait zelularen heriotza eragiteko argiarekin eszitatu ondoren. Terapia fotodinamikoa prozedura terapeutiko bat da, eta dermatologian erabiltzen da, esaterako, azaleko zenbait gaixotasun tratatzeko, bai eta zenbait minbizi-motatarako ere. Lortu dituzten materialak, oxigeno-espezie zitotoxiko hori sortzeaz gainera, fluoreszenteak dira, eta "horrek interesgarri egiten ditu bioirudirako ere", gehitu du ikertzaileak. "Konposatu horien eragin fototoxikoa aztertzen ari gara in vitro zelula-kultiboetako esperimentuen bidez, eta, emaitza onak izango direla ematen badu ere, azterketaren lehen etapetan gaude oraindik", jakinarazi du.

Informazio osagarria

Rebeca Sola Llano (Barakaldo, 1989) ikertzailearen doktore-tesiaren barruan egin da azterketa hau. ‘Synergism between organic and inorganic moieties: in the search of new hybrid materials for optics and biomedicine' izenburua du tesiak, eta Virginia Martínez Martínez Ramón y Cajal ikertzailea eta Iñigo López Arbeloa UPV/EHUko katedraduna izan ditu zuzendari. Beste ikerketa-talde batzuen laguntza izan du tesi honek: Madrilgo Katalisi eta Petroleokimika Institutukoak, Madrilgo Unibertsitate Konplutentsekoak, Kiotoko Unibertsitatekoak, Leuveneko Katholieke Universiteitekoak eta Madrilgo Unibertsitate Autonomokoak.