Desentrañando la generación de especies reactivas de oxígeno mejoradas con plasma a través de la luz ultrarrápida

Área de la Ciencia:

• Nanotecnología
• La fotoquímica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los nanorodos de oro (AuNR) son nanomateriales con propiedades ópticas ajustables.
• La excitación láser de las AuNR puede inducir reacciones fotoquímicas.
• Las especies reactivas de oxígeno (ROS) juegan un papel en varios procesos químicos y biológicos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) por nanorodos de oro (AuNR) bajo irradiación láser.
• Comprender la influencia de la fluencia del láser y el tamaño del AuNR en la generación de ROS.
• Examinar el efecto de la pasivación superficial sobre la estabilidad del AuNR y la producción de ROS.

Principales métodos:

• Se utilizó un ensayo de degradación de la rodamina B para cuantificar la generación de ROS.
• Se empleó irradiación láser centrada a 812 nm con pulso de 85 femtosegundos (fs).
• Los AuNR investigados con diferentes tamaños y composiciones químicas de la superficie (lípidos, PEG, CTAB).
• Simulaciones realizadas de intensidades máximas de campo cercano y eficiencias de absorción.

Principales resultados:

• La velocidad de generación de ROS es inicialmente proporcional a la degradación de la rodamina B.
• La deformación de AuNR inducida por láser afecta las tasas de degradación en momentos posteriores.
• La generación de ROS muestra una dependencia de la ley de potencia de la fluencia láser.
• La remodelación de AuNR depende de la fluencia, lo que lleva a una desafinación espectral y a una reducción de la generación de ROS a fluencias más altas.
• Los AuNR recubiertos de lípidos exhibieron una mayor estabilidad en comparación con los recubrimientos de PEG o CTAB, sin dejar de generar ROS.

Conclusiones:

• Los AuNR pueden generar ROS tras la excitación láser, con tasas influenciadas por el tamaño, la fluencia y la química de la superficie.
• La remodelación del AuNR bajo irradiación láser es un factor crítico que afecta a la generación sostenida de ROS.
• Las estrategias de pasivación superficial, especialmente los recubrimientos de lípidos, pueden modular la estabilidad de AuNR y la eficacia de la producción de ROS.