Desarrollan una antena capaz de desviar la luz a nivel molecular

Un equipo de científicos de varios países, entre ellos un ingeniero argentino, desarrolló un dispositivo capaz de controlar ondas de luz a nivel nanométrico. Para Fernando Stefani, egresado de la CNEA y miembro del grupo, experiencias como ésta pueden aplicarse en la manipulación de luz, la retransmisión de calor y la interacción a nivel celular.

Como los espejos que reflejan los haces de luz, así funciona la nano-antena con la cual un grupo de investigadores de diferentes nacionalidades, entre los que se cuenta un argentino, probaron en su laboratorio de Barcelona que la luz a escala nanoscópica puede ser guiada a voluntad.

Se trata de una nano-antena óptica, un dispositivo que mide apenas 80 nanómetros (80 veces la millonesima parte de un milímetro), elaborado íntegramente en aluminio, que es capaz de reorientar la emisión lumínica de una sola molécula en el espacio cercano. La experimentación en torno a esta estructura ha recorrido ya un largo camino, pero su aplicación con fines científicos es aún acotada.

La labor de este trío dotó de sentido a ese bagaje de información y desarrollo. Uno de sus miembros es un coterráneo, egresado del Instituto Sabato —perteneciente a la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA)— y se llama Fernando Stefani. AUNO/Ciencia se contactó con él para entender mejor la génesis de este desarrollo y sus posibles aplicaciones.

“Aunque, al comenzar el proyecto, la idea fue utilizar el concepto de antena óptica para mejorar la resolución en microscopía de campo cercano —técnica de ampliación a tamaños visibles de estructuras pequeñas—, cuando me sumé nos abocamos a demostrar que es posible dirigir la emisión de luz de una sola molécula en el espacio”, explicó este ingeniero especializado en Materiales, que actualmente realiza su labor científica en el Departamento de Física de la Universidad de Munich, en Alemania.

Junto a Tim Taminiau, estudiante de doctorado, y Niek van Hulst, su profesor de nanofotónica molecular en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de esa ciudad española, y en colaboración con Frans Segerink, de la Universidad de Twente de Holanda, el equipo alcanzó la meta propuesta de capturar, concentrar y dirigir la luz emitida por moléculas individuales, como si se tratara de un microscopio de alta precisión para visualizar procesos a escala molecular.

“Una antena óptica es el análogo de las antenas de radio y televisión con las que estamos familiarizados, pero diseñadas para interactuar con la luz visible”, explicó el profesional en lenguaje de clase de física para no entendidos. La luz visible está compuesta por ondas electromagnéticas, de igual naturaleza que las señales de radio o televisión. Todas ellas están cargadas de información y no se transforman en sonido o imágenes sino hasta que son descodificadas por sus respectivos receptores.
Es decir que se asemejan en naturaleza pero no en su vitalidad interna: “La diferencia estriba en las longitudes de cada onda (LO) para completar un ciclo. La LO de la luz oscila en el rango de los 400 y 700 nanómetros”, detalló el especialista.

“Las tecnologías actuales de nano-fabricación permiten elaborar estas antenas para estudiar su comportamiento. En este caso, se empleó la técnica denominada ‘Haz enfocado de iones’ que, si bien es costosa, muchos laboratorios en el mundo cuentan con ella”, relató Stefani, al tiempo que no descartó la posibilidad de que Argentina pueda “encarar este tipo de investigaciones, aunque quizá no con esta misma tecnología”.

Amén de las oportunidades financieras que algunos ven en la labor del grupo, ellos sostiene que llevaron a cabo las prueba “por puro interés científico; no pensamos en una aplicación comercial directa”, aseguró. Sin embargo, desarrollos de esta envergadura ya se buscan aplicar al campo de la manipulación de luz a nivel fotónico, la retransmisión de calor y la interacción con elementos a nivel celular, entre otras.

Sobre la actualidad de la disciplina, Stefani remarcó que “los conceptos físicos involucrados en nanoteconología no son nuevos. Lo que sucede es que las tecnologías actuales nos permiten manipular materiales en dimensiones que antes era imposible”, y adelantó algo sobre el presente de sus investigaciones: “Trabajo en experiencias sobre intermitencia en la emisión de nanocristales semiconductores, un proceso para el que nadie tiene una explicación aún”, especificó.

AUNO 24-07-08 GD-EV

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