Evelyn C. Ayala02/julio/2025
El equipo conformado por el investigador Dr. Dwight Acosta, el técnico académico M. en C. Jorge Barreto y el Investigador postdoctoral Dr. Ashok Adhikari, desarrollan en el Instituto de Física (IF) una técnica para fabricar targets, discos compuestos de metales que se utilizan para crear capas delgadas, nano partículas y nano materiales estructurados con propiedades físicas mejoradas con múltiples aplicaciones prácticas en dispositivos ópticos, eléctrónicos y en dispositivos con usos medicinales y en bioremediación.
De acuerdo con el grupo de investigación, un target (también conocido como blanco) tiene un valor mínimo aproximado de 180 dólares según el tipo de material que se desee fabricar y se obtiene por encargo a empresas extranjeras especializadas en la fabricación de estos discos, y por lo general en un laboratorio de síntesis de materiales, son varios targets los que se requieren para llevar a cabo una investigación.
De ahí que, fabricarlos usando materiales precursores, en el Instituto, los precios de los targets se pueden reducir hasta en un 50%, esto representa un ahorro sustancial en términos económicos y del tiempo de espera después de la compra para obtener un target. “Desde el año pasado nos dedicamos a ver si lo podíamos hacer acá (en el Instituto de Física), dado que en el IF hay por lo menos tres laboratorios donde usamos estos targets”, asegura el Dr. Acosta. En la UNAM, laboratorios como los del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) y el Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT), entre otros, tienen equipos que requieren del uso de targets en algunas de sus investigaciones. Asimismo varias instituciones académicas en el país requieren de la adquisición de targets en los laboratorios de síntesis de materiales.
Los targets creados por el grupo son círculos delgados de 2 pulgadas de diámetro, fabricados con cuatro materiales diferentes: óxido de vanadio, dióxido de titanio, óxido de molibdeno y óxido de wolframio. El proceso de fabricación inicia con la molienda mecánica de los químicos hasta obtener un polvo fino.
“Hay una técnica que se llama ball milling, que en inglés significa molienda de bolas, donde se hacen girar bolitas chiquitas de acero a gran velocidad. Entonces están girando y chocando con el material y cada choquecito transmite energía y va fracturando el material hasta que alcanza tamaños nanométricos”, explica el investigador.
Luego, el polvo se comprime manualmente con ayuda de una prensa de alta presión para finalmente obtener un disco de polvo compactado. El siguiente paso es someter el disco a altas temperaturas controladas en un horno que alcanza los 500 °C. “Estará a altas temperaturas, a veces por un día, para que se produzca lo que se llama sinterizado, o sea se agrupan y se compactan. Estando solo compactado no tiene resistencia mecánica suficiente para poder manipularlo así que hay que cocinarlo a altas temperaturas y ya sale como un disco compacto”, agrega el Dr. Acosta.
Para la síntesis de un material específico en configuración de películas delgadas o de nanopartículas, el target es instalado en un equipo de sputtering o pulverización catódica.
En la técnica de sputtering, en una cámara de alto vacío, se produce una nube de iones proveniente del target bombardeado con un gas previamente ionizado. La nube de iones del target se desplaza con asistencia de un campo eléctrico, hacia el substrato sobre el que se darán procesos de síntesis que producirán las películas delgadas o las nanopartículas del material, tema de la investigación.
El grupo de especialistas indica que comprar un target resulta en un costo al menos cuatro veces más caro que fabricarlo en el IF. Dwight Acosta asegura que cada vez será más difícil comprar target a causa de los costos elevados por lo que el desarrollo de su grupo permitirá dar continuidad a proyectos de investigación y aprovechar al máximo el presupuesto destinado a cada laboratorio.
