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Grupo MOLE. Moviendo Luz y Electrones

Grupo MOLE. Moviendo Luz y Electrones

La nanociencia es el estudio de las propiedades de la materia a escala muy pequeña y de sus posibles aplicaciones en el desarrollo de nuevos dispositivos. Estas propiedades son muy diferentes de las que uno observa en el mundo “macroscópico”. Por ejemplo, la corriente eléctrica que circula por un cable “clásico” es muy diferente de la que circula por un nanocable o un nanocontacto debido a la naturaleza cuántica u ondulatoria de los electrones. Normalmente, cuando aumentamos la sección de un cab

Sector/es: Investigación.

Datos contacto de Grupo MOLE. Moviendo Luz y Electrones

DirecciónSin municipio (Sin provincia) - España
Sitio web www.uam.es/mole

Descripción de Grupo MOLE. Moviendo Luz y Electrones

Perseguimos el control de nanopartículas utilizando la luz de un láser,

–¿Cuáles han sido los hitos más destacables del Grupo que dirige?
–He participado en los primeros trabajos sobre el microscopio de fuerzas magnéticas (MFM). Este microscopio se basa en la medición de las fuerzas magnéticas sobre un pequeño (nano) imán sujeto a un resorte. Al mover el imán sobre una superficie magnética (como la de las bandas magnéticas de una tarjeta) se puede hacer un mapa magnético con una resolución sin precedentes. En la actualidad, el MFM se utiliza en numerosos laboratorios de investigación y como instrumento de control de calidad en industrias de alta tecnología.
En los últimos años, podríamos destacar los trabajos sobre las fuerzas que ejerce la luz sobre pequeñas partículas. Normalmente estas fuerzas son tan débiles que casi no se pueden observar. En ciertas condiciones demostramos que es posible confinar o producir enormes aceleraciones sobre nanopartículas utilizando la luz de un láser. Cabe mencionar que uno de estos trabajos fue seleccionado como portada de la prestigiosa revista Physical Review Letters.


–¿Cuántas líneas de investigación tienen en estos momentos?
–Las líneas de trabajo de nuestro grupo, que cuenta con los doctores Pedro García Mochales, Manuel Marqués y Luis Inclán, abarcan desde el modelado de microscopios de fuerzas atómicas o el estudio del transporte cuántico de electrones en nanocontactos y nanohilos, a los fenómenos ópticos que tienen lugar en la nanoescala. En la actualidad, podríamos destacar dos grandes líneas:
- Teoría de las interacciones entre luz y nanoestructuras. Esta línea incluye el estudio de fuerzas inducidas por la luz sobre nanopartículas (tema de la Tesis Doctoral de Silvia Albaladejo) y el desarrollo de nuevos sensores ópticos (Tesis de Irene Suárez).
- Estudio de los fenómenos disipativos a escala nanométrica, que forma parte de la Tesis de Enrique Sahagún, está relacionado con el origen microscópico de la fricción, la capilaridad y la adhesión. A pesar de su relevancia tecnológica, los detalles de los procesos de fricción, rozamiento etc. entre superficies no se conocen en detalle. Nuestro trabajo se centra en analizar estos procesos en el contacto entre una “nanopunta” y una superficie en un microscópio de fuerzas atómicas.
- Recientemente, hemos comenzado a trabajar en “nanoantenas”, un campo fascinante a mitad de camino entre la nanotecnología y la ingeniería de telecomunicaciones.
Dentro de otras actividades de interés podríamos destacar la coorganización, junto con la fundación PHANTOMS, de la serie de conferencias internacionales "Trends in Nanotechnology" (TNT) que se ha convertido en una de las reuniones de referencia mundial y de la conferencia anual española de nanotecnología “Nanospain”.


–¿En qué programas a nivel nacional o europeo –tipo programa Marco- están inmersos?
- Contamos con la financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) dentro del Programa Nacional de Investigación Fundamental para el estudio de procesos de transporte de luz y electrones.
- Somos socios del Proyecto Europeo “NanoMagMa” (NANOstructured active MAGnetoplasmonic MAterials, Materiales activos magneto-plasmónicos nanoestructurados) financiado por el 7º Programa Marco de la Unión Europea. Se trata de desarrollar sistemas y dispositivos cuyas propiedades ópticas se pueden modificar aplicando campos magnéticos.
- Participamos en el Proyecto NanoLight dentro del Programa Consolider financiado por el MICINN. El programa está centrado en el estudio de distintos procesos de interacción de la luz con nanoestructuras o nanopartículas. Desde la emisión fluorescente de moléculas y nanoantenas al transporte de luz en cristales fotónicos.
- Coordinamos el Programa Microseres (Microsistemas ópticos sensores resonantes) de la Comunidad de Madrid. En este Programa se plantea el desarrollo de nuevos conceptos y componentes sensores basados en materiales micro y nanoestructurados. El proyecto quiere potenciar la convergencia y la colaboración multidisciplinar en física, óptica integrada, biotecnología, química, microelectrónica y nanotecnología con el objeto de integrar los últimos avances en estos campos para la fabricación de novedosos micro-/nanosensores fotónicos que sean susceptibles en el futuro de ser integrados en plataformas “lab-on-a-chip” y pudieran utilizarse como sistemas de análisis individualizados y personalizados en cualquier entorno.


–¿Cuáles van a ser sus acciones y proyectos de futuro?
–Queremos explorar las posibilidades de utilizar la luz de un láser para manipular la difusión de nanopartículas en dispositivos bio-sensores y “bio-chips” y en sistemas biológicos reales. Esto abriría la puerta a numerosas aplicaciones en bio-medicina.

La nanotecnología permite el acercamiento a un mundo al que hasta hace unos pocos años era impensable llegar. Su impacto en la vida moderna aún parece una historia de ciencia ficción. Las nanopartículas metálicas en concreto y su combinación con luz, han abierto las puertas a un universo donde innovadores tratamientos oncológicos, tuberías virtuales de partículas o “balas de medicamentos” tienen cabida.

El futuro está en la luz


Las nanopartículas de oro, por ejemplo, debido a los valores del índice de refracción que presentan en el rango del visible, al ser iluminadas con luz pueden utilizarse como nanofuentes de calor. Si se adhieren selectivamente a células cancerígenas, se pueden destruir éstas mediante la aplicación de un láser. Pero además, a escalas nano, es decir, del orden de la milmillonésima fracción de un metro, la luz tiene la capacidad de ejercer fuerzas sobre los objetos pequeños. De hecho, la luz transporta energía y momento, magnitudes conservadas en cualquier proceso físico y que se transfieren al rebotar sobre un objeto ejerciendo presión de la misma forma que una raqueta retrocede al ser impactada por una bola a gran velocidad.


Una de las líneas del grupo MOLE se centra en el estudio de todos estos fenómenos y la búsqueda de nuevas aplicaciones, siendo el objeto de sus últimas publicaciones en Physical Review Letters (S. Albaladejo et al., 2009; I. Zapata et al., 2009) y Nano Letters. En ellas se combina la respuesta del oro a la luz, con la parte no conservativa de las fuerzas ópticas ejercidas sobre ellas. Enviando haces iguales consiguen que las fuerzas generen torbellinos de luz capaces de mover a las partículas aumentando el coeficiente de difusión del oro dos órdenes de magnitud. Con esto se logra que estas nanoparticulas se desplacen muy fácilmente en medios densos, como las mucosas, en intervalos de tiempos muy pequeños.
Además, añadiendo un láser adicional, y en c

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Investigación de la ciencia

18 de febrero de 2010
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