Un equipo de investigación de la Universidad Vanderbilt (Estados Unidos) publicó en Science Advances resultados importantes al desarrollar nuevos dispositivos ópticos ultradelgados basados en nanoestructuras metal-semiconductor. Esta innovación controla con precisión la transferencia de energía entre nanopartículas de oro y sulfuro de cobre, logrando conversión eficiente de luz multicolor y avances revolucionarios en monitoreo médico y detección ambiental.

El equipo construyó creativamente una nanoestructura “sándwich” de grosor equivalente a una centésima parte de un cabello humano, excitando la transferencia de energía resonante entre partículas mediante láser de femtosegundo. La líder del proyecto, Dra. Yan Yueming, explicó: “Descubrimos un mecanismo de intercambio de energía ultrarrápido sin precedentes entre nanopartículas metálicas y semiconductoras, que convierte eficientemente luz infrarroja en visible e incluso ultravioleta”.

La investigación presenta los siguientes avances clave:

• Desarrollo de dispositivos ópticos flexibles ultradelgados (grosor <100 nm)
• Conversión eficiente de luz multibanda (infrarrojo → visible → ultravioleta)
• Velocidad de transferencia de energía a nivel de femtosegundos
• Consumo extremadamente bajo, ideal para aplicaciones portátiles

En aplicaciones médicas, esta tecnología muestra un enorme potencial. La Dra. Yan indicó: “Estamos desarrollando parches de imagen del tamaño de una venda que pueden monitorear simultáneamente el crecimiento de tejido sano y la formación de cicatrices. Analizando los cambios en la proporción de luz de diferentes longitudes de onda, los médicos podrán evaluar con mayor precisión la eficacia del tratamiento”. El equipo destacó que la luz verde producida es sensible al tejido sano, mientras que la luz azul detecta eficazmente tejido cicatricial.

Además del ámbito médico, la tecnología puede aplicarse en monitoreo ambiental. El equipo está explorando la integración de películas nanoópticas en textiles o pinturas de pared para desarrollar sensores ambientales de nueva generación capaces de detectar contaminantes atmosféricos, fugas de gas y sustancias nocivas en agua con sensibilidad sin precedentes.

Actualmente, el equipo se enfoca en las siguientes direcciones:

• Optimización de la estructura del dispositivo para mejorar la eficiencia de conversión de energía
• Desarrollo de procesos de integración en sustratos flexibles
• Exploración de posibles aplicaciones en dispositivos médicos implantables
• Mejora de la selectividad y estabilidad de sensores ambientales

Esta investigación disruptiva no solo aporta nuevos conocimientos al campo de la nanoóptica, sino que también sienta una base importante para el desarrollo de sistemas inteligentes de monitoreo médico y ambiental de próxima generación. Con la maduración de la tecnología, estos dispositivos ópticos ultradelgados y de bajo consumo podrían reemplazar sistemas ópticos tradicionales voluminosos, impulsando la revolución en monitoreo de salud y percepción ambiental.