jueves, 11 de septiembre de 2008

De Venezuela a Santa Fe, para saber más sobre superficies

Lic. Enrique A. Rabe (ACS/CCT CONICET)

El Ing. Juan Carlos Moreno López (1), venezolano, realiza estudios de doctorado en la Universidad Nacional del Litoral (UNL) y es becario de investigación en el Grupo de Física de Superficies del INTEC (2) -que dirige el Dr. Julio Ferrón-, donde está abocado al estudio de materiales nanoestructurados mediante las técnicas de microscopía y espectroscopía de efecto túnel. Su director de tesis es el Dr. Mario C.G. Passeggi (h). Los resultados podrían aplicarse en almacenamiento de información.

¿Qué debe entenderse por “materiales nanoestructurados”? 

Son aquellos materiales diseñados para tener algún tipo de arreglo periódico (o regular) a escala nanómetrica. Cabe recordar que el prefijo “nano” alude a un tamaño -o dimensión- que es una millonésima parte del milímetro. 

¿Por qué se recurre a la microscopía y espectroscopía de efecto túnel?, ¿qué diferencia hay entre ellas?, ¿qué significa este “efecto”?

Desde la invención del microscopio de efecto túnel, en 1981, por Gerd Binnig (alemán) y Heinrich Rohrer (suizo) -en los laboratorios de la IBM en Zürich (Suiza)-, la microscopía y espectroscopía de efecto túnel se han convertido en herramientas fundamentales para el estudio de materiales a escala nanométrica. El microscopio de efecto túnel, o STM por sus siglas en inglés, permitió que, por primera vez, pudiéramos “ver” los átomos y las moléculas. 

El efecto túnel se observa a escalas muy pequeñas y explica, por ejemplo, cómo un electrón puede atravesar una barrera de potencial sin tener la energía suficiente para hacerlo. En la Mecánica Clásica, dentro del campo de la Física, el problema del electrón que llega a una barrera de potencial mayor a la energía que él posee es el mismo que presenta una pelota de tenis que se lanza contra una pared... ésta simplemente rebota. Sin embargo, en la Mecánica Cuántica la pelota de tenis posee cierta posibilidad de aparecer, como por arte de magia, al otro lado de la pared, y este efecto es lo que se llama “efecto túnel”. Claro está que esto, en realidad, no sucede con una pelota de tenis, pero si en vez de este objeto tenemos algo millones de veces más pequeño como, por ejemplo, un electrón, y en lugar de una pared tenemos una barrera de potencial cualquiera, este fenómeno predicho por la mecánica cuántica se observa experimentalmente, y es el fundamento que explica el funcionamiento del microscopio de efecto túnel. Este tipo de microscopio es una herramienta por medio de la cual se han obtenido imágenes en las que se distinguen claramente las posiciones de los átomos, en especial cuando hablamos de metales (no así en semiconductores, donde las posiciones nucleares dadas no representan necesariamente los átomos). 

Por otro lado, la espectroscopía de efecto túnel, o STS por sus siglas en inglés, es una técnica que se usa para saber qué tipo de material tenemos en una superficie. Esta técnica mide cómo varía la corriente túnel en función del voltaje, y ya que la relación corriente-voltaje es diferente para distintos materiales, esto nos permite saber si las imágenes que estamos viendo pertenecen a uno u otro material. 

¿En qué consiste su actividad?

En el Laboratorio de Física de Superficies nos abocamos al estudio de fenómenos que suceden en la superficie de los materiales. En particular, mi trabajo consiste en estudiar, mediante un STM, antes aludido, materiales tales como el grafito o el cobre. Básicamente, lo que hacemos es observar la superficie de estos materiales “limpios” y luego estudiamos qué sucede cuando hacemos alguna modificación a dicha superficie. Hasta el momento, he trabajado en dos sistemas: grafito bombardeado con iones de argón y helio, y fluoruro de aluminio crecido sobre una superficie de cobre.

¿Se prevé una aplicación de los resultados de tales estudios?

La idea inicial es aplicarlos para el almacenamiento de información en computadoras o elementos similares. Sin embargo, resulta muy difícil predecir la real utilización de estos sistemas.

¿Por qué se debe investigar en este tema?

La investigación básica, no sólo en este tema sino también en general, es la base de cualquier proyecto tecnológico de un país: forma personal, adiestra en el manejo de tácticas y equipos, genera conocimientos, entre otras buenas razones para continuar realizándola. Por eso, y por la importancia que tiene desarrollar tecnología para nuestros países, resulta fundamental invertir en investigación como la base para poder construir desarrollos tecnológicos. Estos, siempre que sean usados para el bienestar común, ayudarán a disminuir las diferencias tan grandes que existen entre los países (así llamados) del primer mundo y los nuestros.

¿Qué lo impulsó a continuar estudios en nuestra ciudad? 

En parte, la calidad de las investigaciones que se realizan en la zona, lo que se comprueba en la cantidad de trabajos científicos presentados en revistas nacionales e internacionales, y por otro lado el deseo de conocer otra ciudad y otro país.

¿Cuáles son los avances que esta temática registra en su país?

Según los datos de que dispongo, en Venezuela aún no tenemos un microscopio de efecto túnel, por lo cual los avances en esta área deben de ser significativamente menores que los que deben de estar desarrollándose aquí, en la Argentina.

¿Hay otros grupos científicos abocados al tema?

Sí, existen muchos grupos en la región y en el mundo, trabajando con diferentes técnicas experimentales y desarrollando distintos modelos teóricos.

¿Conocía la Argentina?

No, empecé a conocerla en 2005, pero aún me queda mucho por ver y recorrer.

Hace poco tiempo regresó de una estadía en España, ¿cuál fue el motivo de la misma?

Desde comienzos de año, y por espacio de tres meses, estuve en Madrid realizando una estancia de investigación gracias a una ayuda económica otorgada por una institución europea (3) que brinda a investigadores de Latinoamérica la posibilidad de llevar a cabo estancias cortas de investigación en Europa. Durante ese tiempo estuve intercambiando experiencias con los investigadores del Laboratorio de Física de Superficies de la Universidad Autónoma de Madrid, grupo de investigación con el cual hemos tenido mucha colaboración a lo largo de varios años, y el cual posee una amplia y destacada trayectoria en investigaciones realizadas en microscopía de efecto túnel. En la capital española estudiamos el crecimiento de fullerenos (unas esferas nanométricas compuestas de átomos de carbono) sobre una superficie de cobre por medio de microscopía y espectroscopía túnel. 

Notas:
1) Nacido en Venezuela, es ingeniero de materiales y, desde noviembre de 2005, becario de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. 
2) Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química, sito en Güemes 3450 de la ciudad de Santa Fe.
3) Nanoforumeula.

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