Desde el visionario discurso del Premio Nobel en Física Richard Feynman sobre el poder de la manipulación de la materia a una escala de pocos átomos han pasado 55 años. Y no en vano. La nanotecnología ya está presente en la vida cotidiana: existen electrodomésticos, equipos para realizar deportes y hasta cosméticos fabricados con nanomateriales. Sin embargo, aún hay muchos desafíos e interrogantes que la ciencia de escala nanométrica (un nanómetro es una millonésima parte de un milímetro) busca descifrar. Para ponerse al día, investigadores de Argentina y del exterior se reunieron durante el “XIV Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados”, realizado en el Instituto Balseiro y el Centro Atómico Bariloche (CAB) del 14 al 16 de mayo.

“La primera de esta serie de reuniones se realizó en el Instituto Balseiro y el Centro Atómico Bariloche en 2001, y ya en sus inicios se basó en la interdisciplinariedad: participan investigadores de diversas formaciones y lenguajes pero que trabajan en problemas que en muchos casos son parecidos ya que están en las fronteras de cada ciencia”, contó el doctor en Física, Carlos Balseiro, miembro del comité organizador de este encuentro. Balseiro agregó que la reunión ha evolucionado en muchos sentidos. “El cambio más notable es que se sumó mucha gente joven. Y eso es importante porque los jóvenes están más abiertos a escuchar sobre otras disciplinas”, dijo el físico.

Además, Balseiro señaló que los participantes tuvieron la oportunidad de intercambiar ideas durante las charlas de café, en las audiencias de cada presentación y hasta en la sesión de pósters. “De estas reuniones han nacido ricas colaboraciones entre distintos grupos de investigación del país y del exterior”, indicó el investigador de CONICET y de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Por otra parte, el físico destacó que en los últimos años han surgido nuevas herramientas para trabajar en nanociencia. Y que eso se notó en las presentaciones de proyectos en marcha en los que se utilizan nanoestructuras diseñadas con equipos de última tecnología.

BIOMOTORES Y COMUNICACIÓN CELULAR

El cruce de disciplinas como la física, la biología y la medicina fue uno de los temas fuertes del encuentro. De hecho, una de las presentaciones que más llamaron la atención de los participantes fue la charla inaugural realizada por el profesor Carlos Bustamante, de la Universidad de California de Berkeley, de los Estados Unidos. En la misma, el científico peruano mostró los resultados de su trabajo en torno a “una máquina biológica casi perfecta”, refiriéndose a un motor molecular de un virus llamado “bacteriófago phi29”.

Bustamente contó que con sus colegas estudian el rol que juega el motor molecular en la replicación del virus, utilizando herramientas ópticas para lidiar con los tamaños diminutos de escala nanométrica. Entre otros resultados, han logrado registrar la fuerza que hace ese motor para introducir el ADN en la cápside de una proteína, algo que antes no se conocía.

Las células también fueron tema de intercambio de ideas en el encuentro Nano 2014. El físico Hernán Grecco, que codirige el Laboratorio de Electrónica Cuántica en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN) de la Universidad de Buenos Aires (UBA), presentó el trabajo que realiza junto a su equipo sobre la señalización intracelular. “Buscamos entender cómo las células se comunican interna y externamente, algo que involucra la acción cooperativa de moléculas nanométricas”, contó Grecco.

El equipo de Grecco utiliza técnicas ópticas para estudiar la regulación espacio-temporal de esas moléculas y así modelar cómo las células deciden, por ejemplo, morir o duplicarse". Utilizando compuestos o nanopartículas fluorescentes capaces de absorber energía y luego emitir luz en un color diferente, pueden marcar las moléculas dentro de la célula y observarlas en tiempo real. “El tema de cómo una célula toma una decisión es el gran problema de la biología”, expresó Grecco.

ORIGAMI DE ADN Y NANOMATERIALES

Fernando Stefani, vicedirector del Centro de Investigaciones en Bionanociencias (CIBION- CONICET), mostró los avances que su equipo está logrando para mejorar mediciones basadas en fluorescencia. La fluorescencia es vital en muchos campos como la obtención de imágenes, sensores y análisis clínicos. En su laboratorio, utilizan una técnica muy nueva, llamada origami de ADN, que se basa en el auto ensamblaje del ADN. “Con esta técnica construimos nanoestructuras que nos permiten estudiar la interacción de fluoróforos, que son moléculas emisoras de fluorescencia, con nanopartículas de oro a distancias nanométricas controladas, midiendo los cambios de intensidad y tiempo de vida media de la fluorescencia”, dijo Stefani.

Stefani explicó que las nanoestructuras funcionan como “nano antenas”, que hacen que las moléculas emitan fotones de fluorescencia más rápido y de ese modo puedan emitir más luz antes de sufrir cualquier degradación. En otras palabras, lograron que el fenómeno de luminiscencia durase más tiempo. “Esta fue la primera demostración experimental de este efecto. Ahora hay un camino claro para conseguir emisores de fluorescencia ‘súper estables´”, destacó Stefani.

El diseño de nuevos materiales también atrae a los nanocientíficos. Es el caso del grupo dirigido por Galo Soler Illia, investigador del CONICET en el Centro Atómico Constituyentes, de la CNEA. “Nos especializamos en diseñar y fabricar materiales porosos, cuyos poros miden unos pocos nanómetros. Combinamos materiales orgánicos e inorgánicos para hacer materiales avanzados”, sintetizó el químico, que además de ser investigador es autor de libros de divulgación científica y participa como columnista de nanotecnología en el programa “Científicos. Industria Argentina”, conducido por Adrián Paenza.

“En nuestro laboratorio trabajamos en el campo de la síntesis de materiales por diseño. Por ejemplo, yo puedo diseñar un ‘colador’ molecular que deja pasar un tipo de moléculas y otro no. Puedo estudiar sus propiedades ópticas, para ver si sirve para calentar y detectar moléculas”, ejemplificó Soler Illia. Y además contó que las sustancias, al quedar confinadas en nanoporos, se comportan de manera diferente a la habitual. “Estamos interesados en conocer los efectos de ese confinamiento molecular porque se pueden aplicar en campos como la remediación ambiental, la farmacéutica y los biomateriales”, dijo.

Además de científicos de otros centros de investigación, participaron docentes del Instituto Balseiro, dependiente de la Universidad Nacional de Cuyo y la Comisión Nacional de Energía Atómica, e investigadores de los distintos laboratorios del CAB vinculados a la nanociencia y la nanotecnología. El encuentro incluyó asimismo una mesa redonda titulada “Un diálogo sobre Investigación y Transferencia en Argentina”, con la participación del Dr. Fernando Goldbaum (presidente de la ANPCyT) y del Ing. Santiago Sacerdote (vicepresidente de Asuntos Tecnológicos de CONICET).

Una de las presentaciones de investigadores locales estuvo a cargo de la doctora en Física Florencia Pascual Winter, docente de Ingeniería en Telecomunicaciones del Instituto Balseiro e investigadora del CONICET en el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica del CAB-CNEA. Su trabajo pionero en Argentina se basa en extensión del tiempo de almacenamiento de las memorias cuánticas, que son dispositivos necesarios para sincronizar los cómputos que ocurren de modo no sincronizado bajo las leyes de la física cuántica. Pascual Winter recibió en febrero pasado un premio de la Comisión Internacional de Óptica (ICO) y el Centro Internacional de Física Teórica (ICTP) por haber contribuido de forma significativa en el campo de la óptica.

En el encuentro Nano 2014 hubo 14 charlas invitadas, 15 contribuciones orales y 94 pósters. Entre otros temas más, también se presentaron trabajos sobre nanomateriales utilizados para hacer celdas de combustible más eficientes, para fabricar la nueva generación de memorias electrónicas y hasta para estudiar el fenómeno de la producción de electricidad por parte de bacterias. La próxima reunión será en la ciudad de Rosario, Santa Fe, en 2015.

Para conocer el programa del encuentro, el link es: http://fisica.cab.cnea.gov.ar/nano2014/images/circulares/Libro_Bariloche_Nano14.pdf

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Área de Comunicación Institucional

Instituto Balseiro

San Carlos de Bariloche, 02/06/2014