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Todos los días Erick Flores Romero viaja desde el municipio de Temoaya en el Estado de México, donde vive con su esposa y sus tres hijas, hasta Ciudad Universitaria, donde desde octubre del 2014 se dedica a ordenar nano-partículas como nuevo investigador del Instituto de Física.

Flores, de 37 años, entró al IFUNAM gracias al Programa de Cátedras de Conacyt para Jóvenes Investigadores, que es “una iniciativa inédita y sin precedente en la historia del país para incrementar y fortalecer la capacidad de generación, aplicación y transferencia de conocimientos en áreas prioritarias”, según Enrique Cabrero Mendoza, director general del Conacyt.

Estudió física en la Universidad Autónoma del Estado de México (UAEM), de la que se graduó con mención honorífica con su tesis titulada: "Estructuras solitónicas (2+1) dimensional de Kadomtsev-Petvashvili".

La maestría y el doctorado en ciencias en óptica los realizó en el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), en Baja California, donde conoció a la que hoy es su esposa y formó su familia.

Su investigación en el CICESE consistió en el estudio de guías ópticas y guías ópticas activas por implantación de protones en cristales de Nd-YAG (granate de itrio aluminio dopado con neodimio o aleación liviana de itrio y aluminio dopada con neodimio) y YAG. En 2009, se incorporó por primera vez al IFUNAM para hacer una estancia posdoctoral bajo la tutoría del investigador Luis Rodríguez Fernández.

El proyecto en el que trabaja actualmente en el IFUNAM consiste en tratar de formar nano-estructuras ordenadas.

Una nano-estructura posee un tamaño intermedio entre las estructuras moleculares y las microscópicas y, puesto que experimentan efectos cuánticos, tienen propiedades físicas especiales.

“Los efectos de estas estructuras ya se conocían desde hace siglos, desde que le ponían pigmentos a los vidrios para darle color, por ejemplo, los vitrales en las iglesias son efecto de nano-estructuras”, comentó Flores.

En la actualidad, estas nano-estructuras no son esparcidas de manera aleatoria sobre una superficie. Por el contrario, se busca que tengan una forma y una orientación definidas.

La técnica propuesta por el investigador del IFUNAM Juan Carlos Cheang Wong, con quien ahora colabora Flores Romero, consiste en depositar nano-partículas de sílice sobre una superficie, para posteriormente irradiarlas con silicio.

Con esto, las “esferitas” de sílice quedan aplastadas dejando huecos donde se deposita el metal que forma las nano-estructuras deseadas.

En particular, para este proyecto se utiliza oro y plata con el fin de crear los sustratos de nano-estructuras ordenadas que se deben analizan.

Naturalmente, el objetivo ya no es hacer vitrales para iglesias. Pues al tener el control sobre la orientación y la forma en que las nano-partículas son depositadas en una superficie, las aplicaciones son mucho mayores.

En farmacéutica, por ejemplo, los sustratos de nano-partículas ordenadas resultan bastante útiles pues gracias a estos es posible identificar los materiales farmacéuticos, discriminar entre sus componentes e incluso determinar su estado de degradación.

En el área de seguridad “las aplicaciones pueden llegar a ser bastante increíbles”. La detección de portación de drogas sería increíblemente precisa: no se necesitaría ni un gramo de cocaína para detectarla, sólo una pequeña molécula, “eso sería fantástico” afirma el investigador.

La identificación y detección de estos materiales se hace mediante espectroscopía Raman, que consiste en arrojar luz de cierta longitud de onda (de cierto color) sobre una muestra del material a analizar.

Posteriormente la luz dispersada por la muestra es recolectada y su longitud de onda (color) cambia, esto debido a que las moléculas de la muestra están moviéndose (energía vibracional).

Puesto que las moléculas de cada material tienen una energía vibracional característica y como el cambio en la longitud de onda depende de ésta, se puede saber de qué material se trata.

Cuando la muestra a analizar se deposita sobre nano-estructuras ordenadas sucede que la luz dispersada se amplifica, por tanto se le llama Espectroscopía Raman Amplificada por Superficie (SERS, por sus siglas en inglés).

En este caso, pueden suceder dos cosas: la intensidad de la luz que obtienes es muy alta y por tanto la razón señal/ruido (imprecisión) es muy alta también o que con menos cantidad de sustancia se obtenga la información necesaria.

Es decir, “si con espectroscopía Raman necesitas un gramo de muestra, con SERS sería necesario menos de un miligramo”, explica el investigador.

Al acomodar las nano-partículas de manera distinta, se obtendrán distintos resultados, por tanto, Flores y su equipo están buscando la mejor manera de hacerlo. Sin embargo, el proyecto está todavía en sus inicios, así que “hay que acomodarlos primero de una forma”.

Además de este proyecto, desde su posgrado Flores ha estado interesado en las guías de onda (estructuras para guiar luz) y ahora busca combinar su investigación en nano-estructuras con esta área.

“Me interesan unas guías que se hacen de sustratos pequeñitos”, comenta.

Una de las guías de onda más conocidas es la fibra óptica y la idea de hacer guías a partir de sustratos de nano-partículas ordenadas es justo reproducir las aplicaciones de ésta. Es decir: la transmisión de información a través de las guías, que se utiliza para telecomunicaciones, mediciones, iluminación, etcétera.

Las dos horas de camino hasta su casa, sus obligaciones como esposo y padre de familia y su dedicación al proyecto dejan a Erick Flores con muy poco tiempo para pasatiempos, sin embargo, cuando puede, disfruta del cine en casa y emocionarse con mundos que, quizás, con su trabajo científico, pueda construir algún día.

Erick Flores. Foto: IFUNAM.