Nanocristales

    Un nanocristal es un material con estructura cristalina provisto de dimensiones extraordinariamente reducidas, situadas en el orden de los nanómetros (un nanómetro es igual a la millonésima parte de un milímetro). En sentido amplio se consideran nanocristales aquellas partículas con tamaño comprendido entre 1 y 1.000 nanómetros. De forma más restringida, los nanocristales tienen dimensiones de entre 100 y 400 nanómetros. Dentro de esta clasificación, como caso particular, los materiales semiconductores nanocristalinos cuyo tamaño es inferior a 10 nanómetros reciben el nombre de puntos cuánticos.

    En principio, los nanocristales se diferencian de las sustancias cristalinas tradicionales en su tamaño minúsculo. Ahora bien, esta cualidad los dota de propiedades singulares. Por ejemplo, los nanocristales de silicio emiten luz de forma eficiente, una cualidad de la que carecen los cristales macroscópicos de este mismo material. Algunas de las sustancias nanocristalinas forman sólidos con características especiales que constituyen una familia propia.

    Las propiedades de los nanocristales dependen de su composición química. Algunos poseen una elevada actividad química, mientras que otros son estables y poco reactivos. Por lo común, estos nanomateriales se manejan dentro de una matriz transparente de tipo gel, vidrio, solución o polímero.

    La obtención de nanocristales supone un paso más en el proceso de miniaturización (más en concreto, nanonización) de los materiales y los componentes utilizados en diversos campos de la industria y la tecnología. Como singularidad, estos materiales, que pueden contener centenares o miles de átomos según su composición, se ordenan en una estructura cristalina, con lo cual se reduce la tensión superficial de la sustancia.

    La tecnología de nanonización de materiales opera en dos sentidos. Por una parte, puede aplicarse un método de agregación o precipitación controlada, mediante el cual se parte de una dispersión de un sólido para formar el nanocristal como una fase en equilibrio. Como alternativa, otros procesos utilizan la fragmentación de materiales de mayor tamaño por división mecánica mediante diversas tecnologías (por ejemplo, homogeneización a alta presión y pulverización húmeda en molinos de perlas).

    Entre sus aplicaciones, los nanocristales tienen utilidad para la fabricación de componentes de memorias de almacenamiento de datos. Los nanocristales de semiconductores se utilizan en la fabricación de láseres, detectores diversos y dispositivos de computación cuántica. También se usan para fabricar paneles solares y lentes de cámaras, con la ventaja de que reducen las tasas de reflexión en las mismas.

    En el ámbito médico-farmacéutico, el empleo de sustancias en forma de nanocristales permite favorecer la solubilidad en agua de los principios activos utilizados en numerosos fármacos. Otras aplicaciones en este campo tienen lugar en las técnicas de diagnóstico por imagen, la identificación y separación de componentes biológicos y la fabricación de biochips y sensores destinados a introducirse como trazadores en el interior del organismo. Por otra parte, es especialmente interesante el empleo de nanocristales en el refinado de los productos derivados del petróleo.