Investigadores de los Sandia National Laboratorie, en Livermore, en California (Estados Unidos) han creado los primeros dispositivos de nanotubos de carbono que pueden detectar todo el espectro de luz visible. Es posible que, algún día, su trabajo descubra una gama de aplicaciones, como células solares que absorben más luz, cámaras diminutas que trabajan con escasa luz y retinas artificiales mejoradas.

Otros investigadores han desarrollado nanotubos que pueden detectar la luz de determinadas longitudes de onda, incluía la luz ultravioleta, pero nunca la totalidad del espectro de luz visible. "Este es un hito importante", afirma George Grüner, profesor de física y jefe del Nano-Biophysics Group de la Universidad de Los Ángeles, en California, que no participó en el estudio de Sandia.

El sensor de luz dentro de una cámara digital - conocido como dispositivo de acoplamiento de carga - convierte la luz en una señal eléctrica porque, a medida que los fotones bombardean silicio, crean agujeros de electrones en el material. En cambio, los sensores de luz de nanotubos de carbono trabajan de un modo similar a los ojos biológicos. Los nanotubos están decorados con tres tipos de cromóforos (moléculas que cambian de forma en respuesta a una determinada longitud de onda de luz). Este cambio en la forma debido a un cambio en la orientación de los cromóforos con respecto al nanotubo que, a su vez, cambia la conductividad eléctrica del nanotubos de manera que puede ser medida para deducir el color y la intensidad de la luz. Los investigadores de Sandia utilizaron tres tipos diferentes de cromóforos, que responden a las bandas del espectro de luz visible, rojo, verde, o azul.

El trabajo se encuentra aún en una fase temprana, pero los sensores de luz de nanotubos podrían tener ventajas sobre los chips sensores de luz actuales. Lo que es más importante, añade el investigador de Sandia Xinjian Zhou, es que los dispositivos son intrínsecamente de alta resolución y pequeños. Su resolución es la misma que el diámetro de cada uno de los nanotubos (alrededor de un nanómetro). Y como un conjunto de nanotubos podría ser muy pequeño, la luz podría centrarse en un área muy pequeña, dando lugar a que los dispositivos futuros serían muy sensibles a los bajos niveles de luz. Además, los sensores de luz de nanotubos podrían imprimirse sobre soportes flexibles de polímero. Esto abarataría la fabricación y sería menos irritante para el tejido biológico, una consideración importante para los implantes de retina.

Los investigadores de Sandia crearon su dispositivo de prueba de concepto utilizando un proceso minucioso. Colocaron nanotubos de carbono individuales en la parte superior de una oblea de silicio, de uno en uno y, a continuación, pusieron contactos eléctricos en cada extremo. Al usar este proceso, se tarda unos pocos días para hacer un solo dispositivo. Añadir la cromóforos, sin embargo, es sencillo. Cuando los investigadores de Sandia ponen una gotita de la solución de cromóforo en los dispositivos, se autoensamblan, anclándose a la parte exterior de los nanotubos. "Los cromóforos se diseñan con ranuras que se adhieren a esos nanotubos", explica Zhou.

La ampliación de este proceso no debe ser un obstáculo insalvable porque otros investigadores ya han descubierto cómo hacer redes grandes de nanotubos, explica Grüner. "Tú puedes rociar una red de nanotubos y, a continuación, añadir contactos, y luego combinarlos con las moléculas (sensoras de luz) que diseñaron", explica Grüner.

Zhou añade que el equipo de Sandia está trabajando actualmente para hacer nanotubos que sean sensibles a la luz infrarroja y en aumentar la sensibilidad de los dispositivos. "Ahora sólo tenemos una capa fina de cromóforos y la mayoría de la luz no se absorbe", afirma. Los investigadores también están tratando de apilar los cromóforos sobre los dispositivos en capas más gruesas y esperan añadirles antenas diminutas para concentrar la luz.