MXPA05009070A - Nanoparticulas encapsuladas para la absorcion de energia electromecanica. - Google Patents

Abstract

Se revelan materiales compuestos que pueden usarse para bloquear radiacion de un indice de longitud de onda seleccionado o proporcionar colores muy puros. Los materiales incluyen dispersiones de particulas que exhiben un comportamiento de resonancia optica, que da como resultado secciones transversales de absorcion de radiacion que substancialmente exceden las secciones transversales geometricas de las particulas. Las particulas de preferencia se manufacturan como esperas encapsuladas de nanotamano uniforme, y se dispersan de manera uniforme en el material portador. Tanto el nucleo interior como la cubierta exterior de las particulas comprenden un material conductor que exhibe resonancia de plasmon (Froehlich) en una banda espectral deseada. Las secciones transversales de larga absorcion aseguran que un volumen relativamente pequeno de particulas proporcionara el material compuesto completamente opaco (o casi opaco) para la radicacion incidente de la longitud de onda de resonancia, bloqueando la radiacion danina o produciendo colores muy puros. Los materiales de la presente invencion pueden usarse en la fabricacion de pantallas para sol, filtros y bloqueadores UV, tinta, pinturas, lociones, gels, peliculas, telas, vestuario tejido y otros solidos que tienen propiedades de radioabsorbencia ultravioleta necesarias. Los materiales de la presente invencion pueden usarse en sistemas que consisten en substancias reflectoras tales como papel o soporte transparente tal como plastico o peliculas de vidrio. Las particulas tambien pueden configurarse en perlas transparentes de plastico o cristal para asegurar una distancia minima entre las particulas.

Description

NANOPARTICULAS ENCAPSULADAS PARA LA ABSORCIÓN DE ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de Estados Unidos número 60/450.131, presentada el 25 de febrero de 2003. Las ideas completas de la solicitud anterior se incorporan aquí por referencia. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la absorción selectiva de radiación electromagnética por partículas pequeñas, y más en particular a materiales compuestos sólidos y líquidos que absorben intensamente una porción predeterminada seleccionada del espectro electromagnético a la vez que permanecen sustancialmente transparentes fuera de esta región. Los materiales transparentes y translúcidos tales como vidrio, plástico, geles, y lociones viscosas se han combinado durante muchos años con agentes colorantes para alterar sus propiedades de transmisión óptica. Agentes tales como colorantes y pigmentos absorben radiación dentro de una región espec-tral característica y confieren esta propiedad a materiales en los que se disuelven o dispersan. La selección del agente absorbente apropiado facilita la producción de un material compuesto que bloquee la transmisión de frecuencias de luz indeseables . Las botellas de cerveza, por ejemplo, contienen aditivos que imparten un color verde o marrón para proteger su contenido contra la descomposición. Estos incluyen óxidos de hierro (II) y hierro (III) en el caso de botellas de vidrio, aunque se puede emplear alguno de varios colorantes en envases de plástico. La concentración de estos aditivos (en porcentaje en peso con relación al material portador circundante) es generalmente muy intensa, del orden de 1-5%. Esto da lugar a dispersión cara dentro del portador, y la necesidad de emplear técnicas de mezcla especiales para contrarrestar las fuertes tendencias a la aglomeración. Los colorantes aplicados tales como pinturas y tintas se utilizan para impartir un aspecto deseado a varios medios, y se preparan disolviendo o dispersando pigmentos o colorantes en un portador adecuado. Estos materiales también tienden a requerir altas concentraciones de pigmento o colorante, y son vulnerables a la degradación por exposición prolongada a radiación intensa, tal como luz solar. La limitada absorción y la morfología de partícula no uniforme de los pigmentos con-vencionales tiende a limitar la pureza de color incluso en la ausencia de degradación. Los agentes colorantes más útiles comercialmente absorben en un rango de frecuencias; sus espectros incluyen típicamente una disminución constante de una longitud de onda máxima de absorción máxima, o ?max. Cuando se mezclan en un portador huésped, tales materiales tienden a producir medios compuestos bastante oscuros con limitadas propiedades generales de transmisión, puesto que la absorción no puede ser "sintonizada" exactamente a las frecuencias indeseables. Si se utilizan como un envase, por ejemplo, tales medios proporcionan visibilidad relativamente pobre del contenido al observador. Los medios tradicionales de formar partículas que pueden servir como agentes colorantes a menudo no logran mantener fiablemente el tamaño de partícula uniforme debido a aglomera-ción, y producen sedimentación durante y/o después de generar las partículas . El problema de la aglomeración resulta especialmente agudo a diámetros de partícula muy pequeños, donde la relación de área superficial a volumen resulta muy grande y las fuerzas de adhesión favorecen la aglomeración como un me-canismo de reducción de energía. Aunque adecuados para usos convencionales, en los que la absorción de radiación es imprecisa y en gran parte no está relacionada con el tamaño de partícula o la morfología, las partículas no uniformes no se pueden emplear en aplicaciones más sofisticadas donde el tamaño tiene un impacto directo en el rendimiento. Se puede explotar algunas propiedades de absorción de radiación de materiales conductores seleccionados, denominada resonancia Froehlich o plasmónica, para producir propiedades ópticas muy ventajosas en partículas esféricas uniformes de nanotamaño. Véase, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos 5.756.197. Hemos demostrado que estas partículas se pueden usar como "agentes de control" de transmisión-reflexión óptica para varios productos que requieren bruscas transiciones entre regiones de absorción alta y baja, es decir, donde el material es en gran parte transparente y donde es en gran parte opaco. Una característica física clave de muchas partículas esféricas de nanotamaño adecuadas es la "resonancia óptica", que hace que la radiación de una longitud de onda característica inter-actúe con las partículas para producir "secciones eficaces de absorción" superiores a la unidad en algunas regiones espectrales; en otros términos, la partícula puede absorber más radiación que la que cae realmente geométricamente en su área máxima en sección eficaz . Los pigmentos convencionales ofrecen secciones eficaces de absorción que solamente se pueden aproximar asintóticamente, pero nunca exceder, de un valor de 1, mientras que las partículas resonantes pueden exhibir secciones eficaces muy superiores (por ejemplo, 3-5 veces) a sus diámetros físicos. Por desgracia, las propiedades físicas de la mayoría de los materiales, adecuados para la fabricación de tales partículas resonantes, dan lugar a que los picos de absorción estén situados en bandas espectrales no deseadas. Por ejemplo, muchos metales exhiben la resonancia plasmónica en la región ul-travioleta del espectro electromagnético, haciendo así estos materiales inutilizables para producción de colorantes de banda visible. La variación de las propiedades de refracción de un portador o el tamaño de las partículas puede introducir variación del pico de absorción. Dichos dos métodos, sin embar- go, producirían efectos indeseables tal como excesiva dispersión por las partículas o absorción por el portador. Por lo tanto, se necesitan composiciones y métodos de fabricar nanopartículas de respuesta de frecuencia de banda es-trecha, ópticamente resonantes, de igual tamaño, igual forma, e igual química que permitan sintonizar el pico de absorción de resonancia mediante una banda espectral deseada. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En una realización preferida la presente invención es un material absorbente de radiación que incluye partículas formadas por una envuelta externa y un núcleo interior donde el núcleo o la envuelta incluye un material conductor. El material conductor tiene una parte real negativa de la constante dieléctrica en una banda espectral predeterminada. Además, (i) el núcleo incluye un primer material conductor y la envuelta incluye un segundo material conductor diferente del primer material conductor; o (ii) el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8. En otras realizaciones, dado un cierto material, y para un diámetro fijo del núcleo interior, la selección de un grosor de envuelta específico permite desplazar la resonancia máxima, y así la absorción máxima, a través del espectro. Se puede fabricar tinta, pinturas, lociones, geles, pelí-culas, textiles y otros sólidos, que tienen propiedades de color deseadas, incluyendo dicho material absorbente de radiación. En otras realizaciones las partículas de la presente invención se pueden unir a anticuerpos, péptidos, ácidos nuclei-eos, sacáridos, lípidos y otros polímeros biológicos así como pequeñas moléculas. Tales conjuntos se pueden usar en detección médica, biotecnológica, química y aplicaciones análogas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los anteriores y otros objetos, características y venta- jas de la invención serán evidentes por la siguiente descripción más detallada de las realizaciones preferidas de la invención, como se ilustra en los dibujos anexos en los que caracteres de referencia análogos se refieren a las mismas par-tes en todas las distintas vistas. Los dibujos no están necesariamente a escala, recalcándose en cambio que ilustran los principios de la invención. La figura 1 es un gráfico de las partes reales de las constantes dieléctricas de TiN, HfN, y ZrN en función de la longitud de onda. La figura 2 es un gráfico tridimensional que muestra la sección eficaz de absorción de esferas de ZrN en función del radio y la longitud de onda. La figura 3 es un gráfico tridimensional que muestra la absorción de una cantidad especificada de esferas de TiN en función del radio y la longitud de onda . La figura 4 es un gráfico de la sección eficaz de la absorción de esferas de TiN en tres medios diferentes con diferentes índices de refracción. La figura 5 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de plata y envueltas de óxido de titanio. La figura 6 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de óxido de titanio y envueltas de plata.

La figura 7 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de nitruro de titanio y envueltas de plata. La figura 8 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de nitruro de titanio y envueltas de plata. La figura 9 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de aluminio y envueltas de nitruro de zirconio. La figura 10 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de ZrN y envueltas de Si. La figura 11 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de ZrN y envueltas de óxido de titanio. La figura 12 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de ZrN y envueltas de plata. La figura 13 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de ZrN y envueltas de aluminio. La figura 14 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de TiN y envueltas de silicio. La figura 15 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de TiN y envueltas de óxido de titanio. La figura 16 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de aluminio y envueltas de silicio. La figura 17 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de plata y envueltas de silicio. La figura 18 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de magnesio y envueltas de silicio. La figura 19 es un gráfico de las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) de esferas con núcleos de cromo y envueltas de ZrN. La figura 20 es una representación esquemática del proce- so de fabricación que se puede usar para producir las partículas de la presente invención. La figura 21 muestra un diagrama esquemático detallado del sistema de producción de nanopartículas . La figura 22 ilustra los pasos de formación de partículas . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Antes de explicar los detalles de las realizaciones preferidas de la presente invención, algunos términos usados en la presente memoria se definen como sigue: Conductor eléctrico es una sustancia a través de la que fluye corriente eléctrica con resistencia pequeña. Los electrones y otros portadores de carga libres en un sólido (por ejemplo, un cristal) pueden poseer solamente algunos valores permitidos de energía. Estos valores forman niveles de espectro energético de un portador de carga. En un cristal, estos niveles forman grupos, denominados bandas. Los electrones y otros portadores de carga libres tienen energías, u ocupan los niveles de energía, en varias bandas. Cuando se aplica voltaje a un sólido, los portadores de carga tienden a acelerar y así adquieran energía más alta. Sin embargo, para aumentar realmente su energía, un portador de carga, tal como un electrón, debe tener un nivel de energía más alto disponible. En conductores eléctricos, tal como metales, la banda superior solamen-te está parcialmente llena de electrones. Esto permite que los electrones adquieran valores de energía más altos ocupando niveles más altos de la banda superior y, por lo tanto, se muevan libremente. Los semiconductores puros tienen llena su banda superior. Los semiconductores son conductores a través de impurezas, que quitan algunos electrones de la banda superior completa o aportan algunos electrones a la primera banda vacía. Los ejemplos de metales son plata, aluminio, y magnesio. Los ejemplos de semiconductores son Si, Ge, InSb y GaAs. Semiconductor es una sustancia en la que una banda vacía está separada de una banda llena una distancia energética, denominada un intervalo de banda . Para comparación, en metales no hay intervalo de banda encima de la banda ocupada. En un semiconductor típico el intervalo de banda no excede de aproximadamente 3,5 eV. En semiconductores la conductividad eléctrica se puede controlar por órdenes de magnitud añadiendo muy pequeñas cantidades de impurezas denominadas dopantes . La elección de dopantes controla el tipo de portadores de carga libres . Los electrones de algunos dopantes pueden ser capaces de adquirir energía utilizando los niveles de la banda superior. Algunos dopantes proporcionan los niveles de energía no ocupados necesarios, permitiendo así que los electrones de los átomos de un sólido adquieran niveles de energía más altos . En tales semiconductores, los portadores de carga libres son "agujeros" de carga positiva en vez de electrones con carga negativa. Exhiben propiedades semiconductoras los elementos del Grupo IV así como compuestos que incluyen elementos de los Grupos II, III, V y VI . Ejemplos son Si, AlP e InSb. Material dieléctrico es una sustancia que es un pobre conductor de electricidad y, por lo tanto puede servir como un aislante eléctrico. En un dieléctrico, la banda de conducción está completamente vacía y el intervalo de banda es grande de manera que los electrones no pueden adquirir niveles de energía más altos. Por lo tanto, hay pocos, si es que hay algunos, portadores de carga libres. En un dieléctrico típico, la banda conductora está separada de la banda de valencia por un intervalo superior a aproximadamente 4 eV. Los ejemplos incluyen porcelana (cerámica) , mica, vidrio, plástico, y los óxidos de varios metales, tal como Ti02. Una propiedad importante de los dieléctricos es un valor a veces relativamente alto de constante dieléctrica. Constante dieléctrica es la propiedad de un material que determina la velocidad relativa a la que una señal eléctrica, corriente o luz viajará en dicho material. La velocidad de la corriente u onda es aproximadamente inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la constante dieléctrica. Una constante dieléctrica baja dará lugar a una alta velocidad de propagación y una constante dieléctrica alta dará lugar a una veloci-dad de propagación mucho más lenta. (En algunos aspectos la constante dieléctrica es análoga a la viscosidad del agua) . En general, la constante dieléctrica es un número complejo, dando la parte real propiedades superficiales reflectoras, y dando la parte imaginaria el coeficiente de absorción de radio, un valor que determina la profundidad de penetración de una onda electromagnética en medios . Refracción es la curva de la normal al frente de onda de una onda en propagación al pasar de un medio a otro donde la velocidad de propagación es diferente. La refracción es la ra-zón de que los prismas separan la luz blanca en sus colores constituyentes . Esto se produce porque los colores diferentes (es decir, frecuencias o longitudes de onda) de la luz avanzan a diferentes velocidades en el prisma, dando lugar a una diferente cantidad de deflexión del frente de onda para colores diferentes. La cantidad de refracción se puede caracterizar por una cantidad denominada el índice de refracción . El índice de refracción es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la constante dieléctrica . Reflexión interna total. En una interface entre dos me-dios transparentes de índice de refracción diferente (vidrio y agua) , la luz entrante por el lado de índice de refracción más alto es reflejada parcialmente y en parte refractada. Por encima de un cierto ángulo de incidencia crítico, no se refracta luz a través de la interface, y se observa reflexión interna total. Resonancia plasmónica (Froehlich) . En el sentido en que se usa aquí, la resonancia plasmónica (Froehlich) es un fenómeno que se produce cuando la luz incide en una superficie de un material conductor, tal como las partículas de la presente invención. Cuando se cumplen las condiciones de resonancia, la intensidad luminosa dentro de una partícula es mucho mayor que fuera de ella. Dado que los conductores eléctricos, tales como metales o nitruros metálicos, absorben intensamente radiación electromagnética, ondas de luz a o cerca de algunas longitudes de onda son absorbidas de forma resonante. Este fenómeno se denomina resonancia plasmónica, porque la absorción se debe a la transferencia de energía de resonancia entre ondas electromagnéticas y la pluralidad de portadores de carga libres, de-nominada plasmón. Las condiciones de resonancia están influenciadas por la composición de un material conductor.

Información básica sobre resonancia de Proehlic (plasmónica) La propiedad aquí importante es el hecho de que, en mu-chos conductores, la parte real de la constante dieléctrica es negativa para las frecuencias ultravioleta y óptica. El origen de este efecto es conocido: los electrones de conducción libre en un campo eléctrico de alta frecuencia exhiben un movimiento oscilante. Para electrones no unidos, este movimiento de los electrones está desfasado 180 grados del campo eléctrico. Este fenómeno es conocido en muchos resonadores, incluso los mecánicos simples. Un ejemplo mecánico lo ofrece el movimiento de una pelota de tenis unida por una débil cinta de caucho a una mano que avanza y retrocede rápidamente . Cuando la mano está en su excursión positiva máxima en un eje x imaginado, la pelota de tenis estaría en su excursión negativa máxima en el mismo eje, y viceversa. Los electrones débilmente unidos o no unidos en un campo eléctrico de alta frecuencia actúan básicamente de la misma forma. Por lo tanto, la polarización electrónica, es decir, una medida de la sensibilidad de los electrones a un campo externo, es negativa. Dado que en electrostática elemental es sabido que la polarización es proporcional a e-1, donde e es la denominada "constante dieléctrica" (realmente, una función de la longitud de onda, o frecuencia, de un campo externo) , se sigue que e tiene que ser menor que uno: de hecho puede ser incluso negativa. Como se ha mencionado anteriormente, la constante dieléc-trica es un número complejo, proporcional al índice de refracción. En las tablas de las constantes ópticas de los metales se hallan generalmente tabuladas las partes real e imaginaria del índice de refracción, N y K, en función de la longitud de onda. La constante dieléctrica es el cuadrado del índice de refracción, o **.+.**» = {N+jKf = N2 ~K2 +2JNK ereal =N2 -K2 eimag =2NK y así se puede ver que erea? es negativo cuando K es mayor que N. La consideración de las tablas de constantes ópticas antes indicadas revela que en efecto esta condición se cumple frecuentemente . También es posible estimar un campo eléctrico dentro de una pequeña esfera dieléctrica usando una aproximación elec-trostática. Considérese el caso en el que la longitud de onda de la onda electromagnética incidente es mucho más grande que el radio de la esfera. En este caso, la esfera está rodeada por un campo eléctrico, que es aproximadamente constante en las dimensiones de la esfera. Por electrostática elemental ob-tenemos la magnitud del campo dentro de la esfera: E> ___. /? ^ outside inside outside r¡ . ¿S outside + S inside donde Eoutside es el campo circundante, EinS?de es el campo dentro de la esfera y e_.nside y eoutside son las constantes dieléctricas relativas dentro de la esfera y en el medio circundante, res-pectivamente . Por la ecuación anterior es evidente que el cam- po dentro de la esfera sería infinitamente grande si se cumpliese la condición ^S outside " * Sinside ~ ^ Dado que las constantes dieléctricas no son reales, el campo sería grande pero no infinito. En caso de un campo eléctrico oscilante que sea una parte de la onda luminosa, dicho campo grande también daría lugar naturalmente a una absorción correspondientemente grande por el metal. Esta mejora de campo es la causa de los fuertes pi-eos de absorción producidos en nanoesferas de metales. Teniendo en cuenta la constante dieléctrica compleja, se puede calcular la sección eficaz aproximada de absorción, a condición de que la parte imaginaria de la constante dieléctrica sea pequeña. Dejando unos pocos pasos, se halla para la sección efi-caz Qabs : ,. G. F ° médium F^ 'imag O . = 12x ereal " " ¿S médium ) "** Si i¡mag En la ecuación anterior emedium es la constante dieléctrica del medio, erea? y e^ag son las partes real e imaginaria de la constante dieléctrica de la esfera de metal. La cantidad x viene dada por x = 2prNmedium l? donde r es el radio de la esfera y ? es la longitud de onda. De nuevo cuando la parte del denominador entre paréntesis es cero, se espera una absorción máxima. Para valores de absor-ción grandes con una región de absorción distinta y claramente delineada e__p.ag deberá seguir siendo pequeño. Se puede ver que la longitud de onda de absorción máxima se desplaza cuando se cambia la constante dieléctrica del medio. Ésta es una de las formas de afinar el color de absorción para un conductor dado. Dado que, para materiales diferentes, ereai son funciones diferentes, la absorción resonante debida a efecto plasmónico se produce a diferentes longitudes de onda, como se representa en la figura 1. La figura 1 muestra la constante dieléctrica real de tres nitruros metálicos que exhiben resonancia Froeh-lich. La frecuencia de resonancia Froehlich se determina por la posición donde las curvas epsilon (real) intersecan la lí-nea marcada "-2 epsilon (medio)".

La forma y el tamaño de una partícula La forma de la partícula es importante. El campo dentro de una partícula achatada, tal como un disco, en relación al campo fuera de dicha partícula es muy diferente del campo dentro de una partícula de forma esférica. Si el disco está perpendicular a la dirección de las líneas de campo c r¡< __ outside -, •^ inside ~ -" outside inside Aquí la resonancia con gran absorción se produciría a dicha longitud de onda, donde e_¡.__Si_.e = 0. Si el disco fuese fino y estuviese alineado con el campo, e_.nsie = eoutside y no se produciría singularidad y por lo tanto tampoco resonancia. En general, la forma de la partícula es preferiblemente sustancialmente esférica para efectos de absorción anisotrópica. Hay un pequeño desplazamiento en la longitud de onda de la absorción que procede del tamaño de partícula. Cuando la partícula es mayor, se desvanecen los simples supuestos anteriores. Sin prueba, el aumento de tamaño de partícula desplaza el pico de absorción ligeramente hacia el rojo, es decir, lon-gitudes de onda más largas. Las partículas más grandes también son menos efectivas como absorbedores porque el material que ocupa la porción interior de la esfera nunca ve la radiación electromagnética que podrían absorber porque las capas exteriores ya han absorbido la radiación de resonancia incidente. Con esferas más grandes, el carácter de resonancia se desvanece gradualmente. Las secciones eficaces de absorción y extinción comienzan a ser menos pronunciadas a medida que crece el tamaño de la esfera. La absorción y especialmente la extinción se desplaza también más al rojo, es decir, a las longitudes de onda más largas . Para ilustración adicional del comportamiento de las secciones eficaces de absorción véase el gráfico tridimensional de la figura 2, que muestra un gráfico tridimensional de sección- eficaz de absorción de ZrN representado contra el radio y la longitud de onda. Para determinar realmente los tamaños de partícula óptimos, es mejor representar la transmisión, absorción y extinción. Aunque la sección eficaz de absorción dis i-nuye para partículas pequeñas, hay muchas partículas más pequeñas presentes por unidad peso que partículas grandes . Parece, lo que es interesante, que las partículas pequeñas de una masa total dada absorben aproximadamente igual de bien que las partículas algo más grandes con la misma masa total. Más im-portante es que las partículas pequeñas no se dispersan. Estos puntos se ilustran para TiN en la figura 3 que muestra el coeficiente de absorción de lg de esferas de TiN suspendidas en 1 cm3 de solución con un índice de N =1,33. Las partículas pequeñas dan la mejor absorción, y por debajo de un radio críti-co de aproximadamente 0,025 micrómetro no interesa lo pequeñas que sean las partículas.

El efecto del medio También hay un desplazamiento de absorción que depende de la constante dieléctrica del medio que transporta las partículas de la presente invención. La teoría Drude da un valor aproximado para la parte real de la constante dieléctrica que varía como 1 plasma Sreal ~~ L _~2 donde vp_.asm_. es la denominada frecuencia de plasma y v es la frecuencia de la onda luminosa. La frecuencia de plasma está generalmente en algún punto en la porción ultravioleta del espectro. Las esferas de oro tienen un pico de absorción cerca de 5200 A. TiN, ZrN y HfN, que parecen de color oro, tienen un pico a longitudes de onda más cortas y más largas como demostraremos a continuación. Se ha observado que los coloides de TiN exhiben colores azules debido a absorción de verde y rojo.

El comportamiento antes descrito de las constantes dieléctricas nos permite estimar cuánto se desplaza el pico de absorción cuando se cambia la constante dieléctrica del medio. Usando una expansión simple de serie de Taylor de las expresiones anteriores hasta el primer orden, obtenemos: ? ? = n medium Si la absorción máxima se produce a 6000 A, y aumentamos la constante dieléctrica del medio en 0,25, el pico de absorción se desplaza 500 A a 6500 A. Si disminuimos la constante dieléctrica, la absorción se desplaza a longitudes de onda más cortas. Este punto se ilustra en la figura 4, que muestra la sección eficaz de absorción para esferas de TiN con un radio de 50 nm en medios con tres índices de refracción diferentes: 1, 1,33 y 1,6.

Realizaciones preferidas de la invención La presente invención se refiere a materiales compuestos capaces de absorción selectiva de radiación electromagnética dentro de una porción seleccionada predeterminada del espectro electromagnético a la vez que permanecen sustancialmente transparentes fuera de esta región. Más específicamente, en la realización preferida, la presente invención proporciona partículas pequeñas, teniendo dichas partículas un núcleo interior y una envuelta externa, donde la envuelta encapsula el núcleo, y donde el núcleo o la envuelta incluye un material con-ductor. El material conductor tiene preferiblemente una parte real negativa de la constante dieléctrica en una banda espectral predeterminada. Además, (i) el núcleo incluye un primer material conductor y la envuelta incluye un segundo material conductor diferente del primer material conductor, o (ii) el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción grande aproximadamente superior a aproximadamente 1,8. Por ejemplo, en una realización, la partícula de la presente invención incluye un núcleo, hecho de un material conductor, y una envuelta, incluyendo un material de índice de refracción alto. En otra realización, la partícula incluye un núcleo de material de índice de refracción alto y una envuelta de material conductor. En otra realización, la partícula de la presente invención incluye un núcleo, compuesto de un primer material conductor, y una envuelta incluyendo un segundo material conductor, siendo el segundo material conductor diferente del primer material conductor. En una realización preferida, la partícula exhibe una sección eficaz de absorción mayor que la unidad en una banda espectral predeterminada. En otra realización la partícula es esférica o sustancialmente esférica, con un diámetro de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 150 nm. El grosor pre-ferido de la envuelta es desde aproximadamente 1 nm a aproximadamente 20 nm. Para llevar a la práctica la presente invención se puede usar cualquier material que tenga un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8 y cualquier material que posea una parte real negativa de la constante dieléctrica en una banda espectral deseable. En la realización preferida estos materiales incluyen Ag, Al, Mg, Cu, Ni, Cr, TiN, ZrN, HfN, Si, Ti02, Zr02 y otros. El desplazamiento de la absorción de resonancia a través de una banda espectral predeterminada se logra, en una realización, variando el grosor de la envuelta, y en otra realización, variando los materiales de la envuelta y/o el núcleo. En otra realización, se pueden variar ambos. En otra realización, el diámetro general de la partícula sigue siendo el mismo, aunque el grosor de la envuelta y el diámetro del núcleo se seleccionan para lograr la resonancia deseada. En una partícula incluyendo un núcleo conductor y un índice de refracción alto envuelta, el grosor de la envuelta se puede ajustar para desplazar la absorción máxima a través de las bandas espectrales UV o visual hacia el color "rojo". Esto se ilustra en la figura 5, que muestra secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) para núcleo metálico (plata) de radio constante (20 nm) recubierto con un material de alta refracción (óxido de titanio) de grosor variable (1, 5, y 10 nm) . Como se ha indicado anteriormente, la mayoría de los metales tienen su frecuencia de resonancia plasmónica en la banda UV. Esto hace posible, en una partícula incluyendo un nú-cleo de índice de refracción alto y una envuelta conductora, regular el grosor de la envuelta y así desplazar la absorción máxima a través de la banda visual y a la banda espectral UV. Esto se ilustra en la figura 6, que muestra secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) para un núcleo de Ti02, con un radio fijo de 40 nm, recubierto con una envuelta de plata que varía en grosor de 1 a 6 nm. Si se utilizan dos materiales conductores, uno en el núcleo y el otro en la envuelta, la partícula tendrá absorción de resonancia a una longitud de onda que está entre los picos de cada uno de los materiales conductores. Esto hace posible, seleccionando los materiales del núcleo y de la envuelta y/o regulando la relación del grosor de la envuelta al diámetro del núcleo, desplazar el pico de absorción en dirección a través de las bandas visible y UV. Por ejemplo, aunque TiN tiene su pico de resonancia en la banda visible, la plata exhibe absorción de resonancia en la banda UV. Como se ilustra en la figura 7, que muestra secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) para esferas de TiN de 20 nm de radio recubiertas con envuelta de plata de 1 nm o 2 nm de grosor, regular el grosor de la envuelta de plata desplaza el pico hacia las longitudes de onda más cortas . La figura 8 muestra el efecto opuesto, por el que las secciones eficaces de absorción (línea continua) y extinción (línea de trazos) se desplazan hacia las longitudes de onda más largas regulando el radio del núcleo de TiN (40 nm, 60 nm, o 80 nm) , manteniendo al mismo tiempo el grosor de una envuelta de plata constante a 2 nm. La figura 9 muestra secciones eficaces de absorción (lí-nea continua) y extinción (línea de trazos) para una partícula incluyendo un núcleo de aluminio y una envuelta de ZrN, e ilustra cómo se puede obtener un desplazamiento en la absorción máxima variando la relación del grosor de la envuelta al diámetro del núcleo manteniendo al mismo tiempo constante el diámetro general de partícula. Un núcleo de aluminio tiene 15 nm o 11 nm de radio, mientras que la envuelta de ZrN tiene 8 nm o 12 nm de grosor. En las figuras descritas más adelante, las líneas continuas representan la absorción y las líneas de trazos represen-tan la extinción. La figura 10 muestra que el pico de absorción resonante de un núcleo de ZrN, radio 22 nm, recubierto con una envuelta de silicio, se puede desplazar dependiendo del grosor de la envuelta. Las envueltas son de 0, 1, 2, 3, y 4 nm de grosor. La figura 11 muestra que el pico de absorción resonante de un núcleo de ZrN, radio 22 nm, recubierto con una envuelta de óxido de titanio, se puede desplazar dependiendo del grosor de la envuelta. Las envueltas son de 0 nm, 5 nm, y 10 nm de grosor. El índice de refracción del medio es 1,33. La figura 12 muestra que el pico de absorción resonante de un núcleo de ZrN, radio 22 nm, recubierto con una envuelta de plata, se puede desplazar dependiendo del grosor de la envuelta. El desplazamiento es hacia las longitudes de onda más cortas. Las envueltas son de 0 nm, 1 nm, y 2 nm de grosor.

La figura 13 muestra que el pico de absorción resonante de un núcleo de ZrN, radio 22 nm, recubierto con una envuelta de aluminio, se puede desplazar dependiendo del grosor de la envuelta. El desplazamiento es hacia las longitudes de onda más cortas. Las envueltas son de 0 nm, 1 nm, y 2 nm de grosor. La figura 14 muestra que el pico de absorción resonante de un núcleo de TiN, radio 20 nm, recubierto con una envuelta de silicio, se puede desplazar dependiendo del grosor de la envuelta. Las envueltas son 0 nm, 1 nm, 2 nm, 3 nm. La figura 15 muestra que el pico de absorción resonante de un núcleo de TiN, radio 20 nm, recubierto con una envuelta de óxido de titanio, se puede desplazar dependiendo del grosor de la envuelta. Las envueltas son 0 nm, 1 nm, 3 nm, 5 nm de grosor. La figura 16 muestra que el pico de absorción resonante de un núcleo de aluminio, radio 22 nm, recubierto con una envuelta de silicio, se puede desplazar dependiendo del grosor de la envuelta. Las envueltas son 2 nm, 4 nm, 8 nm, 12 nm, 18 nm de grosor. La figura 17 muestra que el pico de absorción resonante de un núcleo de plata, radio 22 nm, recubierto con una envuelta de silicio, se puede desplazar dependiendo del grosor de la envuelta. Las envueltas son de 0 nm, 2 nm, 4 nm, 6 nm, 10 nm. La figura 18 muestra que la resonancia de metal- cromo se puede desplazar a la banda visible recubriendo con ZrN. La esfera de Cr tiene un radio 20 nm, las envueltas son 6 nm o 10 nm de grosor. El medio tiene N = 1,33. La figura 19 muestra que las esferas de magnesio, radio 22 nm, recubiertas con una capa de silicio cristalino, dan pi-eos de absorción en el espectro visible. Las envueltas son 2 nm, 4 nm, 6 nm, 10 nm, y 14 nm de grosor. La refracción media es N = 1,33, a excepción de las líneas de trazos gruesos, donde N = 1,5.

Aplicaciones La presente invención puede ser utilizada en una amplia gama de aplicaciones que incluyen bloqueadores UV, filtros de color, tinta, pinturas, lociones, geles, películas, y materia-les sólidos. Se deberá observar que la naturaleza resonante de la absorción de radiación por las partículas de la presente invención da lugar a (a) sección eficaz de absorción mayor que la unidad y (b) respuesta de frecuencia de banda estrecha. Estas propiedades dan lugar a que un "tamaño óptico" de una partícula sea mayor que su tamaño físico, lo que permite reducir el factor de carga del colorante. El pequeño tamaño, a su vez, contribuye a reducir la indeseable dispersión de radiación. Un factor de carga bajo tiene un efecto en la economía de uso. La respuesta de frecuencia de banda estrecha permite filtros y bloqueadores selectivos de excelente calidad. Los pigmentos a base de las partículas de la presente invención no tienen degradación inducida por UV, son estables a la luz, no tóxicos, resistentes a sustancias químicas, estables a alta temperatu-ra, y no son cancerígenos. Las partículas de la presente invención se pueden usar para bloquear un amplio espectro de radiación: desde la banda ultravioleta (UV) , definida en la presente memoria como la radiación con las longitudes de onda entre 200 nm y 400 nm, a la banda visible (VIS) , definida en la presente memoria como la radiación con las longitudes de onda entre aproximadamente 400 nm y aproximadamente 700 nm. Como ejemplo no limitador, las partículas de la presente invención se pueden dispersar en un portador por lo demás claro tal como vidrio, polietileno o po-lipropileno. El material absorbente de radiación resultante absorberá radiación UV reteniendo al mismo tiempo buena transparencia en la región visible. Un envase fabricado de dicho material absorbente de radiación se puede usar, por ejemplo, para el almacenamiento de materiales sensibles a UV, compues- tos o productos alimenticios. Se puede usar núcleos y envueltas incluyendo metales para producir partículas absorbentes en banda UV. Alternativamente, una película fabricada de un material absorbente de radiación se puede usar como recubrimiento. Las partículas con fuertes propiedades de absorción específicas de longitud de onda hacen excelentes pigmentos para uso en composición de tinta y pintura. El color se crea cuando una luz blanca pasa a través o se refleja de un material que absorbe selectivamente una banda estrecha de frecuencias . Así los núcleos y envueltas incluyendo excelentes materiales conductores, tal como TiN, HfN, y ZrN, así como otros metales y materiales dieléctricos de alto índice de refracción se puede usar para producir partículas absorbentes en la banda visible y que, por lo tanto, son útiles como pigmentos. La Tabla 1 proporciona ejemplos no limitativos de los colores que se puede lograr usando las partículas de la presente invención. TABLA 1 Los portadores adecuados para las partículas de la presente invención incluyen polietileno, polipropileno, polimetilmetacrilato, poliestireno, y sus copolímeros. La presente invención contempla una película o un gel, incluyendo tinta o pinturas descritas anteriormente. Las partículas de la presente invención también pueden estar embebidas en perlas para garantizar una distancia mínima entre las partículas. Preferiblemente, se embeben perlas individualmente en perlas esféricas transparentes de plástico o vidrio. Después se pueden dispersar perlas, conteniendo partículas individuales en un material portador adecuado. Las partículas de la presente invención también se pueden utilizar como filtros de color altamente efectivos . Los filtros convencionales tienen frecuentemente absorción espectral de "inflexión suave", por lo que una proporción bastante significativa de bandas de frecuencia indeseadas es absorbida junto con la banda deseable. Las partículas de la presente invención, en virtud de la absorción resonante, proporcionan un mecanismo excelente para lograr absorción selectiva. Los filtros de color se pueden fabricar dispersando las partículas de la presente invención en un portador adecuado, tal como vidrio o plástico, o recubriendo un material deseado con película, incluyendo las partículas de la presente invención. La presente invención también contempla combinar partículas de tipos diferentes dentro del mismo material portador. Las partículas de la presente invención se pueden usar como entidades productoras de señal utilizadas en aplicaciones biomédicas tal como citotinción, in unodetección, y ensayos de unión competitiva. Como ejemplo no limitador, una partícula puede estar unida covalentemente a un anticuerpo. Tal composi-ción se puede usar para contactar una muestra de tejido e iluminarla con luz blanca. La señal visual, generada por la absorción de una banda de frecuencia predeterminada por parte de la partícula, puede ser detectada por técnicas estándar conocidas en la técnica, tal como microscopía. Los expertos en la técnica reconocerán que entidades distintas de anticuerpos puede estar unidas covalentemente a una partícula de la presente invención. Los péptidos, ácidos nucleicos, sacáridos, lípidos, y pequeñas moléculas se contemplan como unibles a las partículas de la presente invención. Aunque se puede producir partículas adecuadas para ser utilizadas en las aplicaciones descritas anteriormente mediante cualquier número de procesos comerciales, hemos ideado un método de fabricación preferido para generación en fase vapor. Este método se describe en la Patente de Estados Unidos 5.879.518 y la Solicitud Provisional de Estados Unidos 60/427.088. Este método, ilustrado esquemáticamente en la figura 20, usa una cámara al vacío en la que se usan materiales para fabricar núcleos son vaporizados como esferas y encapsulados an- tes de ser congelados criogénicamente en un bloque de hielo, donde se recogen más tarde. Los medios de control para llegar a partículas monodispersadas (uniformemente dimensionadas) de estequiometría precisa y grosor de encapsulación exacto están relacionados con las velocidades de flujo laminar, temperaturas, velocidades de gas, presiones, velocidades de expansión de la fuente, y composición porcentual de mezclas de gas. Con referencia a la figura 21, en una realización preferida, se puede usar un suministro de titanio, por ejemplo. El titanio u otro material metálico se evapora en su cara por haz láser C02 incidente para producir gotitas de vapor metálico. La formación de estas gotitas puede ser asistida, para control más estricto del tamaño, estableciendo una onda superficial acústica a través de la superficie fundida para facilitar la liberación de las gotitas de vapor suministrando energía mecánica amplitudinal, incremental máxima. La varilla de suministro se avanza constantemente hacia adelante cuando se agota su capa superficial para producir gotitas de vapor. Éstas últimas son barridas por el gas nitróge-no (N2) entrante que, en la región de evaporación central, resulta ionizado mediante un campo de radiofrecuencia (RF) (aproximadamente 2 kV a aproximadamente 13,6 MHz). Las especies de nitrógeno atómico "N+" reaccionan con las gotitas de vapor metálico y las cambian a TiN u otros nitruros metálicos tal como ZrN o HfN, dependiendo del material de la varilla de suministro. Debido a presión diferencial en vacío y flujo radial simultáneo de gas en la abertura circular de forma cónica, las partículas avanzan, con mínimas colisiones, a un argón hacia arriba para alcanzar varias bombas criogénicas alternas que las "congelan" y solidifican los gases para formar bloques de hielo en los que se embeben las partículas . Los pasos de formación de partículas se muestran en la figura 22. Aquí comenzamos con vapor de metal más gas nitróge- no atómico para formar nitruros metálicos . Impartiendo sobre las partículas una carga eléctrica temporal, podemos mantenerlas separadas, y evitar así colisiones, al mismo tiempo que se empieza a desarrollar una fina envuelta alrededor del núcleo de nitruro. Como ejemplos no limitativos, se puede usar silicio o Ti02, donde el grosor de la envuelta se controla por la velocidad de suministro de gas silano (SiH) o una mezcla de TiCl4 y oxígeno, respectivamente. En una zona de paso siguiente, se condensan gas silano o una mezcla de TiCl4/02 en una nanopartícula todavía caliente para formar un recinto esférico de Si02 o Ti02 alrededor de cada partícula individual. Si es preciso, se puede depositar una capa de impedimento esférica de un surfactante, tal como, por ejemplo, hexametil disiloxano (HMOS) , en las perlas para mantener las partículas uniformemente dispersadas mediante un portador de elección, tal como, por ejemplo, aceite o polímeros. Se puede usar otros surfactantes en suspensión en agua. Con este método de fabricación, se puede producir varias nanopartículas encapsuladas en grandes cantidades, generando en un solo paso de proceso las partículas de absorción resonante deseadas y asegurar su recogibilidad y su tamaño uniforme. Aunque esta invención se ha mostrado y descrito con deta-lie con referencias a sus realizaciones preferidas, los expertos en la materia entenderán que se puede hacer varios cambios en la forma y detalles sin apartarse del alcance de la invención abarcado por las reivindicaciones anexas .

Claims (35)

1. REIVINDICACIONES 1. Una partícula absorbente de radiación electromagnética incluyendo : (a) un núcleo; y (b) una envuelta, donde la envuelta encapsula el núcleo; y donde el núcleo o la envuelta incluye un material conductor, teniendo dicho material una parte real negativa de la constante dieléctrica en una banda espectral predeter- minada; y donde (i) el núcleo incluye un primer material conductor y la envuelta incluye un segundo material conductor diferente del primer material conductor; (ii) el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8.
2. 2. La partícula de la reivindicación 1, donde dicha partícula exhibe una sección eficaz de absorción mayor que 1 en una banda espectral predeterminada.
3. 3. La partícula de la reivindicación 1, donde la partícula es sustancialmente esférica.
4. 4. La partícula de la reivindicación 3, donde la partícula tiene un diámetro desde aproximadamente 1 nm a aproximada-mente 300 nm.
5. 5. La partícula de la reivindicación 3, donde la partícula tiene un diámetro desde aproximadamente 10 nm a aproximadamente 50 nm.
6. 6. La partícula de la reivindicación 1, donde el grosor de la envuelta es desde aproximadamente 0,1 nm a aproximadamente 20 nm.
7. 7. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo o el material de envuelta se selecciona a partir de un grupo que consta de Ag, Al, Mg, Cu, Ni, Cr, TiN, ZrN, HfN, Si, Zr02, y Ti02.
8. 8. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo y la envuelta incluyen materiales conductores, y donde los materiales del núcleo y la envuelta se seleccionan de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 350 nm a aproximadamente 450 nm.
9. 9. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo y la envuelta incluyen materiales conductores, y donde los mate-ríales del núcleo y la envuelta se seleccionan de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 450 nm a aproximadamente 500 nm.
10. 10. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo y la envuelta incluyen materiales conductores, y donde los materiales del núcleo y la envuelta se seleccionan de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 450 nm a aproximadamente 500 nm.
11. 11. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo y la envuelta incluyen materiales conductores, y donde los materiales del núcleo y la envuelta se seleccionan de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 500 nm a aproximadamente 550 nm.
12. 12. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo y la envuelta incluyen materiales conductores, y donde los materiales del núcleo y la envuelta se seleccionan de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longi-tudes de onda desde aproximadamente 550 nm a aproximadamente 600 nm.
13. 13. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo y la envuelta incluyen materiales conductores, y donde los materiales del núcleo y la envuelta se seleccionan de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 600 nm a aproximadamente 650 nm.
14. 14. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo y la envuelta incluyen materiales conductores, y donde los materiales del núcleo y la envuelta se seleccionan de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 650 nm a aproximadamente 700 nm.
15. 15. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8, y donde el grosor de la envuelta y/o el tamaño del núcleo se ajustan independientemente de manera que la partícula exhiba un pico de ab-sorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 350 nm a aproximadamente 450 nm.
16. 16. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8, y donde el grosor de la envuelta y/o el tamaño del núcleo se ajustan independientemente de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 450 nm a aproximadamente 500 nm.
17. 17. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8, y donde el grosor de la envuelta y/o el tamaño del núcleo se ajustan independientemente de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamen-te 500 nm a aproximadamente 550 nm.
18. 18. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8, y donde el grosor de la envuelta y/o el tamaño del núcleo se ajustan indepen- dientemente de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 550 nm a aproximadamente 600 nm.
19. 19. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8, y donde el grosor de la envuelta y/o el tamaño del núcleo se ajustan independientemente de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamen-te 600 nm a aproximadamente 650 nm.
20. 20. La partícula de la reivindicación 1, donde el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8, y donde el grosor de la envuelta y/o el tamaño del núcleo se ajustan indepen-dientemente de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en un rango de longitudes de onda desde aproximadamente 650 nm a aproximadamente 700 nm.
21. 21. Un método de fabricar una partícula que absorbe una banda particular de radiación incluyendo el paso de encapsular un núcleo con una envuelta, donde el núcleo o la envuelta incluye un material conductor, teniendo dicho material una parte real negativa de la constante dieléctrica en una banda espectral predeterminada; y, donde (i) el núcleo incluye un primer material conductor y la envuelta incluye un segundo material conductor diferente del primer material conductor; o (ii) el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8.
22. 22. El método de la reivindicación 21, donde el núcleo incluye un primer material conductor y la envuelta incluye un segundo material conductor diferente del primer material conductor, y donde el primer y el segundo materiales conductores se seleccionan de manera que la partícula exhiba un pico de absorción en una banda espectral deseada.
23. 23. El método de la reivindicación 21, donde el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8, y donde el grosor de la envuelta se selecciona de manera que las partículas exhiban un pico de absorción en una banda espectral deseada.
24. 24. Un material absorbente de radiación electromagnética para bloquear sustancialmente el paso de una banda de radiación espectral seleccionada incluyendo: (a) un material portador; y (b) un material particulado dispersado en el material portador con una partícula primaria incluyendo un núcleo y una envuelta que encapsula dicho núcleo, y donde el núcleo o la envuelta incluye un material conductor, teniendo dicho material una parte real negativa de la constante dieléctrica en una banda espectral predeterminada; y donde (i) el núcleo incluye un primer material conductor y la envuelta incluye un segundo material conductor diferente del primer material conductor; o (ii) el núcleo o la envuelta incluye un material refractor con un índice de refracción superior a aproximadamente 1,8.
25. 25. El material de la reivindicación 24, donde el portador se selecciona a partir del grupo que consta de vidrio, polietileno, polipropileno, polimetilmetacrilato, poliestireno, y sus copolímeros .
26. 26. El material de la reivindicación 24 incluyendo además uno o varios materiales particulados distintos.
27. 27. El material de la reivindicación 24, donde el material es tinta.
28. 28. El material de la reivindicación 24, donde el mate- rial es pintura.
29. 29. El material de la reivindicación 24, donde el material es loción.
30. 30. El material de la reivindicación 24, donde el ate-rial es gel.
31. 31. El material de la reivindicación 24, donde el material es película.
32. 32. El material de la reivindicación 24, donde el material es sólido.
33. 33. El material de la reivindicación 24, donde la partícula primaria está unida covalentemente a una molécula seleccionada a partir de un grupo que consta de péptidos, ácidos nucleicos, sacáridos, lípidos, y pequeñas moléculas.
34. 34. El material de la reivindicación 24, donde las partí-culas primarias están embebidas además en perlas .
35. 35. El material de la reivindicación 34, donde las partículas primarias están embebidas individualmente en perlas sustancialmente esféricas.