Simulación computacional de propiedades ópticas de nanopartículas metálicas para su posible aplicación en la agricultura

Abstract

En la actualidad, la nanotecnología juega un papel cada vez más relevante en múltiples procesos industriales, gracias a su capacidad para optimizar la eficiencia, reducir costos y mejorar la calidad de los productos. Esta disciplina permite desarrollar dispositivos a escala nano, como sistemas de entrega inteligentes y nanostransportadores para la liberación controlada de sustancias, lo que ha transformado significativamente áreas como la medicina y la farmacología. En estos campos, los nanomateriales facilitan tanto el diagnóstico como el tratamiento de enfermedades, además de optimizar la dosificación de medicamentos. Sin embargo, las aplicaciones de la nanotecnología van más allá de la salud, abarcando sectores como la agricultura, la optoelectrónica y la gestión medioambiental. Actualmente, las nanopartículas metálicas, debido a sus singulares propiedades ópticas y las diversas posibilidades para su obtención, atraen la atención de investigadores en todo el mundo. Este proyecto de investigación se centra en la caracterización teórica de nanopartículas de plata (Ag) y oro (Au) mediante simulaciones computacionales. El enfoque principal es analizar las propiedades ópticas como la absorbancia, transmitancia y reflectancia mediante el cálculo de los espectros de dispersión, absorción y extinción de una o dos nanopartículas utilizando el método de elementos finitos (FEM). Para ello, se emplea el software COMSOL Multiphysics, variando tanto la geometría (esférica y cilíndrica) como los tamaños y materiales de las nanopartículas, con el objetivo de estudiar su comportamiento óptico en diferentes condiciones. Los resultados obtenidos en este proyecto de investigación se compararon con otros reportados en la literatura científica, lo que permite evaluar la coherencia y validez de los mismos. Además, se explorará la aplicabilidad de las nanopartículas metálicas en la agricultura, destacando su potencial para innovar en este campo. Con ello, se espera contribuir al conocimiento sobre el comportamiento óptico de estos nanomateriales y ampliar su posible uso en sectores estratégicos, reforzando el impacto de la nanotecnología en la industria y en la investigación científica.