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Édgar González: el escultor de nanopartículas

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El escultor de materia invisible

Su libro 'Arquitectura del nanocosmos', será lanzado el próximo mes en Maloka.

Este físico es uno de los 8 colombianos destacados por el presidente Santos como sobresalientes.

A escalas diminutas, imperceptibles, el físico colombiano Édgar González manipula diversos tipos de materia. Talla con sumo cuidado nanopartículas de metales, óxidos y carbono, que convierte en figuras geométricas.

A una milmillonésima parte de metro, es decir, a una medida en nanómetros, estos trozos de materia que fabrica en el laboratorio exhiben propiedades diferentes y muy novedosas, que pueden aplicarse en todos los campos.

Trabajar con partículas 800 veces más pequeñas que un glóbulo
rojo -una medida cercana a la escala de los átomos-, permite asignarles comportamientos específicos, que cambian según su forma, tamaño y composición.

González, director del grupo de investigación de nanociencia y nanotecnología del Instituto Geofísico de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Javeriana, es un experto en la creación de nanomateriales que sirven, por ejemplo, para producir filtros descontaminantes, prendas de vestir con propiedades de autolimpieza, bloqueadores solares más eficientes y revestimientos para descontaminación bacterial en hospitales y clínicas.

Su marcado liderazgo en este campo -es fundador y expresidente del Consejo Nacional de Nanociencia y Nanotecnología- le permitió, semanas atrás, formar parte del grupo de ocho colombianos destacados que fueron escogidos por el presidente Juan Manuel Santos, para tener su primera charla en línea a través de Hangout, una plataforma de Google+.

Incluso, ha sido reconocido internacionalmente por su trabajo como escultor de nanopartículas de oro, plata, cobre y óxido de hierro, entre otros metales.

Precisamente, la revista Science publicó en 2011 un artículo de su autoría -junto con los científicos Jordi Arbiol y Víctor Puntes-, titulado Carving at the nanoscale (Tallando a nanoescala), en el cual explica que el retiro controlado de los átomos que componen la materia (como si estuviera escarbando, controlando la forma como se organizan entre sí) permite crear diminutas figuras en forma de esferas, cubos, icosaedros, triángulos, barras y corazones, de las cuales se derivan distintas aplicaciones.

Estas pequeñísimas partículas metálicas pueden fabricarse con un solo metal o por la combinación de dos o tres metales como plata, oro, paladio o platino. Por su tamaño, composición y morfología, explica González, son óptimas para aplicaciones biomédicas.

"Hemos tenido la suerte de desarrollar un método que permite fabricarlas a temperatura ambiente, en medio acuoso y de forma ecológica, es decir, utilizando elementos de bajo impacto ambiental. La elaboración de este material -se tallan millones de nanopartículas simultáneamente - tarda entre 10 y 15 minutos", señala.

Obsesión: esculpir cubos

Su habilidad para programar la materia cambiando su forma (esfera, cúbica o cilíndrica) le permite crear nanopartículas más activas desde el punto de vista físico y químico. "Si les cambio el tamaño, la forma y la composición (el elemento del que están hechas) cambian sus propiedades y comportamientos", explica González.

Estas diferencias pueden percibirse en la coloración del agua donde reposan: las esferas les dan al líquido una coloración amarilla, mientras que las barras les dan un tono verdoso.

González, cuyo cincel son los propios átomos, confiesa que su obsesión es esculpir cubos porque sus puntas permiten mayores reacciones químicas -por ejemplo, para producción y conversión de energía útil en el desarrollo de paneles solares y pilas de combustible más eficientes.

El científico se ha vuelto un 'mago' creando esferas dentro de cubos, cubos huecos dentro de cubos -imitando la artesanía de las matrioskas-, telarañas, nanotubos de paladio y nanocajas- ya está plasmada en el libro Arquitectura del nanocosmos, todo un viaje al interior de la materia, que será lanzado en Maloka en el próximo mes.

Y su arte a esta medida invisible -este labrado, átomo por átomo, se hace a escalas por debajo de 100 nanómetros, que solo son visibles con nanoscopios -González forma nanocajas de paladio (nanopartículas cúbicas huecas) de un tamaño de 40 nanómetros (40 milmillonésimas de un metro).

Este trabajo de escultura atómica dio origen a una nueva generación de nanomateriales, como lo resalta el científico alemán Wolfgang J. Parak, en un artículo en Science titulado 'Complex colloidal assembly' (Complejo ensamblaje coloidal).

Para mejorar salud

El grupo de investigación del doctor González trabaja en tres líneas: nanoestructuras para remediación ambiental; transporte y entrega de forma controlada de medicamentos y mejoramiento de la eficiencia en la producción de energía limpia.

En el primer caso, están desarrollando un nanosensor para detectar el arsénico en agua contaminada y removerlo. "Como no es visible, vamos a utilizar nanopartículas magnéticas que puedan ser arrastradas con el uso del magneto y que estén capacitadas para reconocer y capturar al contaminante", explica.

En el transporte y entrega controlada de fármacos, ya están diseñando nanojaulas de oro, en forma de cubo, con la capacidad de encapsular medicamentos. También, con la propiedad de reconocer y adherirse a células cancerígenas, a partir de un polímero sensible al calor que recubrirá su superficie. Por eso, a través de la simulación computacional, están estudiando la eficacia de este tipo de transporte. La idea es que los oncólogos del país puedan contar con estas nanojaulas en un futuro. Esta nanoestructura, en particular, la desarrollan en conjunto con investigadores de la Universidad de los Andes y del Instituto Catalán de Nanotecnología (España).

Energías más limpias

Sobre la eficiencia en la producción de energías más limpias, el equipo de González está comprometido en crear materiales que mejoren el proceso de remediación y conversión de energía que hace un grupo específico de bacterias. El objetivo es que las nanopartículas mejoren el rendimiento de estas pilas de combustible bacterianas.

"Estamos terminando de construir en la Javeriana un laboratorio robusto para la producción y caracterización de nanomateriales.
Estos, sin duda, nos van a cambiar la vida", recalca el científico, quien ve con optimismo el futuro de la nanotecnología en Colombia.

Pequeño es más útil

Metales como el oro, el cobre, el platino y el paladio son mucho más activos en estas pequeñísimas escalas. Logran, por ejemplo, reacciones energéticas necesarias para procesos de limpieza ambiental y producción de energía. A esta escala están en condiciones de ingresar al interior de las células para realizar tareas de diagnóstico y tratamiento.

El oro, por ejemplo, se vuelve un material muy activo para el desarrollo de dispositivos electrónicos. El paladio y el platino son más eficientes para pilas de combustible y la plata adquiere funciones antibacteriales.

Andrea Linares Gómez
Redacción Vida de Hoy

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