Nanohilos, desarrollo con sello tucumano y reconocimiento internacional

04 Nov 2014

La semana pasada, una investigación internacional en la que se usó un semiconductor desarrollado en la provincia fue publicada en Nano Letters, una de las revistas de nanotecnología más prestigiosas del mundo.

El equipo que conforma el Proyecto Nano (Nano Project, en inglés) trabaja desde 2007 y desarrolló nano-hilos que se utilizan en diversas investigaciones, que van desde la fabricación de sensores de glucosa para detectar la diabetes hasta nanohilos optimizados para emitir luz ultravioleta.

Una de las investigaciones que se desarrollan con estos nano-hilos puede contribuir a mejorar la vida de los enfermos de diabetes y está financiada como un proyecto "presemilla" por la Fundación Argentina de Nanotecnología (una fondo de aproximadamente 90.000 pesos, Si la etapa es exitosa, se pasa al “semilla”, donde se invierte hasta 10 veces más).

“Esta investigación busca fabricar tiras reactivas usando nanohilos de óxido de zinc como medio de detección de la glucosa en la sangre; pero también estamos pensando en otros fluidos del cuerpo humano, porque la extracción de la sangre es invasiva, ya que hay que pincharse. Por eso estamos tratando de ver si con estos nano-hilos se puede buscar tener mucha mayor capacidad de detección en fluidos en los que aparece en menor proporción, pero en los que está presente la glucosa”, explica David Comedi, director del grupo.

“Los nanohilos son pequeños cristales de un diámetro de alrededor de 60 nanómetros y un largo de 2.000 nanómetros. Son como pequeños cablecitos que uno puede conectar entre sí y se les puede poner en la superficie una enzima denominada glucosa oxidasa, que es capaz de detectar la glucosa a través de una reacción. Y se tiene que medir esa reacción de alguna forma y producir una señal que sea medible. Nosotros estamos experimentando con varias formas de medir esa reacción”, ahonda Comedi.


Y se hizo la luz

La necesidad de encontrar formas más eficientes y limpias para generar energía es innegable ante la escasez de combustibles y el impacto negativo que tienen sobre la Tierra. 

Este año, el Nobel de Física se entregó, justamente, a los científicos que inventaron el LED azul (diodo de emisor de luz). Estos son semiconductores conocidos desde hace muchos años. Tradicionalmente emitían luz roja o luz infrarroja, e incluso luz verde, pero nunca habían llegado a la parte del espectro luminoso del azul (la roja es una luz que corresponde a fotones de menor energía y la violeta corresponde a los fotones de mayor energía). El paso siguiente es conseguir un LED eficiente que emita en luz ultravioleta.

Este invento permite un ahorro significativo de electricidad, ya que a diferencia de las lámparas tradicionales, casi toda la energía utilizada por el LED es convertida en luz en lugar de calor, por lo que no se desperdicia energía a través de la generación del mismo.

En esta línea de trabajo también desarrolla sus investigaciones el equipo del Nano Project. “Estamos haciendo lo mismo, pero con materiales más baratos y menos tóxicos. Otra vez usamos el óxido de zinc, el mismo material que empleamos para los sensores de glucosa, pero en este caso son nanohilos optimizados para emitir luz. A esos cablecitos, si les das energía de la forma correcta, te la devuelven como pequeñas linternitas en forma de luz ultravioleta; por eso nos gustan mucho esos nanohilos, porque son muy versátiles, más o menos lo que les pidas, lo hacen”, bromea Comedi.

Hay materiales que son  luminiscentes sobre los que, cuando incide un fotón de alta energía, al ser absorbido se convierte en luz blanca; esa es la idea de producir un sistema de iluminación mucho más eficiente que el que hemos conocido tradicionalmente, que es el de las lámparas incandescentes, que implican un desperdicio enorme; eso fomenta el calentamiento global ya que estamos desperdiciando mucha energía para producirla, como quemar fósiles, y eso tiene un impacto tremendo en el medioambiente”, precisa el investigador y docente.


Repercusión internacional

La investigación, que fue publicada en Nano Letters, una de las revistas de nanotecnología más prestigiosas del mundo, se realizó en el Laboratorio de Electrónica Cuántica del departamento de Física de la Universidad Nacional de Buenos Aires (UBA), dirigido por la doctora Andrea Bragas

Gustavo Grinblat, miembro del Nano Project, que divide su trabajo entre Tucumán y Buenos Aires, utilizó uno de los "nano-hilos tucumanos" en una nano antena plasmónica fabricada en Inglaterra.

“El nano-hilo, dentro de esa antena, se acopla con ella y produce un efecto de ‘segundo armónico’, que es un efecto óptico muy interesante, porque se da cuando dos fotones (dos partículas de luz) se suman y producen una radiación con una energía que duplica la energía original. Y lo hacen con una eficiencia nunca antes vista en el régimen nanométrico. ¿Para qué sirve esto? Un sistema que eventualmente se puede usar para producir rayos luminosos de alta energía a nivel nanométrico”, describe Comedi.

La aplicación principal que se propone es la de sustituir los circuitos electrónicos integrados por circuitos nanométricos que utilicen luz para llevar información de un punto al otro del circuito. Todo está codificado en corrientes eléctricas que van y vienen. El nuevo tipo de desarrollo se da dentro de la fotónica, que está comenzando a reemplazar la electrónica a través de la creación de circuitos lógicos que utilicen luz (fotones) en lugar de electrones.

 

Nuevo desafío

Si bien los logros del Nano Team son grandes, el trabajo continúa con nuevos desafíos. “Ya sabemos cómo hacer para para mejorar su emisividad en el ultravioleta; ahora la cuestión es aprender cómo conectarlos electrónicamente para que cuando uno le dé de energía eléctrica se convierta en energía luminosa, que es lo que hace un diodo emisor de luz”, adelanta Comedi.

Sin embargo, el equipo del Nano Project también disfruta del presente, en el que se ya se vislumbran futuras conquistas. “Estamos muy contentos porque el hecho de que hayamos publicado un artículo en una Revista de la talla de Nano Letters con nuestros nanohilos es señal de que realmente están entre los mejores en calidad; en cuanto a sus propiedades ópticas, están entre los mejores del mundo y son hechos acá, en Tucumán”, finaliza.

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Licenciada en Comunicación Social. Inquieta, curiosa. Amante del periodismo, la música y los libros.