Biosensing y Nanoplasmonics
COMPORTAMIENTO PLASMÓNICO DE NANOMATERIALES
El estudio del comportamiento plasmónico de nanomateriales es un asunto que ha despertado un gran interés científico en los últimos años. Buena parte de los trabajos se centran en el campo de la biomedicina, fundamentalmente por las propiedades de las nanopartículas plasmónicas, que les permiten funcionar como agentes intensificadores de imágenes biomédicas muy eficaces.
El comportamiento óptico de los metales está bien descrito por la electrodinámica clásica. De esta forma, la investigación en sistemas plasmónicos se puede nutrir de todo el conocimiento previo desarrollado en otras áreas en las que la simulación electromagnética siempre había jugado un papel importante.
Recientemente, el equipo de investigadores del grupo SC7-B de la Universidad de Vigo, en cooperación con el grupo de Electromagnetismo Computacional (CEM) de la Universidad de Extremadura (UEx), en adelante equipo, EM3W, han aplicado con éxito sus códigos de simulación electromagnética más avanzados (código M3) a la resolución de problemas plasmónicos; superando, entre otros, problemas como el elevado nivel multiescala intrínseco en la naturaleza de estos problemas, el uso de excitaciones evanescentes por haz de electrones para la inducción de resonancias plasmónicas o la emisión de luz (mediante microscopía y espectroscopía electrónica), permitiendo incrementar de forma muy significativa la resolución espacial.
Con estas contribuciones, el equipo EM3W se ha situado en una posición privilegiada en cuanto a capacidades de simulación en este campo, realizando avances científicas relevantes en el modelado de problemas plasmónicos reales bajo excitación láser y electrónica y en la aplicación de dichas herramientas a la simulación de nanomateriales avanzados para aplicaciones de detección y generación de imágenes en biomedicina.
La investigación del equipo EM3W en este campo se inicia en el año 2014 y ha sido financiada con una serie de proyectos en convocatorias competitivas del Ministerio de Ciencia e Innovación, estando siempre marcada por las estrechas colaboraciones mantenidas con grupos de investigadores de reconocido prestigio en los campos de aplicación de nanopartículas, biosensing y biomedicina.
Destacar, entre otras, las cooperaciones mantenidas con el BioNanoPlasmonics Laboratory en el CIC biomaGUNE, dirigido por el Prof. Luis M. Liz-Marzán; con el grupo de Nanophotonics Theory en el ICFO dirigido por el Prof. Dr. Javier Garcia de Abajo; o con los profesores Jorge Pérez-Juste e Isabel Pastoriza-Santos del Colloid Chemistry Group de la Universidad de Vigo.
En todas estas investigaciones/colaboraciones la principal contribución del equipo EM3W ha sido la adaptación del simulador M3 a este tipo de problemas y materiales. Y el resultado ha sido que el código de simulación M3 ha roto con todos los límites existentes en el campo de la simulación de estos materiales al ser capaz, como no se había hecho nunca antes, de simular de forma rigurosa el comportamiento de coloides o cristales con millones de nanopartículas.
Los avances conseguidos en este campo han sido objeto de publicaciones muy relevantes en revistas del máximo prestigio.