En la nota anterior (Nanopartículas que mejoran nuestra calidad de vida: Primera parte) el Dr Roberto Daniel Zysler y su equipo de investigación nos guiaron en la introducción al mundo de las nanopartículas.

En esta segunda parte, continuamos explorando el imperceptible universo de los materiales nanoestructurados magnéticos con la estructura de nanohilos.

El Dr. Zysler profundiza acerca de la forma que tienen los nanohilos, sus características, aplicaciones técnicas y sus diferencias respecto a las nanopartículas.

 Hasta aquí, hemos hablado de las nanopartículas y la materia nanoestructurada magnética. Respecto de los nanohilos, que es el otro objeto de estudio de sus investigaciones,  ¿qué nos podría explicar?

 Para dar una idea, podemos decir que los nanohilos no se encuentran dispersos como un plato de fideos, sino que presentan una estructura tipo panal de abeja, donde los agujeritos del panel son de un orden de 10 a 50 nm. Ellos se auto ordenan en forma hexagonal, es decir, similar a lo que es un panal de abeja.

Sistema de medición de propiedades de transporte eléctrico con campo magnético a bajas temperaturas

 Teniendo estructuras ordenadas, resulta más sencillo estudiar y entender las propiedades de los hilos. Por ejemplo, si son hilos ferromagnéticos, investigamos la magnetización, las respuestas de resonancia magnética, cómo se invierte la magnetización.

En el caso de las nanopartículas, buscamos que todas que sean iguales y que no estén formando pelotas aglomeradas grandes. El sistema de nanohilos es un sistema modelo porque es todo igual, es decir, que cada nanohilo tiene el mismo diámetro y está separado a la misma distancia de los vecinos.

Esa característica resulta óptima para estudiar su física, porque es un sistema donde  todo está controlado, ya que los nanohilos tienen muy poca dispersión en las cualidades sobre las que estamos indagando. Entonces, este hecho permite realizar algunas simplificaciones y avanzar sobre los problemas básicos respecto a entender la física que hay en la evolución de la magnetización y la respuesta dinámica de los nanohilos en forma más sencilla.

Los nanohilos magnéticos se han utilizado para ciertas aplicaciones, como por ejemplo los circuladores en el área de las microondas, es decir, sobre elementos específicos en el manejo y la detección de microondas.

 ¿Qué relación hay entre los nanohilos y la problemática del superparamagnetismo?

La vinculación que hay entre los nanohilos y el límite del superparamagnetismo es que en este caso la información que se grabaría en los hilos sería más estable que en el caso de las nanopartículas. Esto se produce debido a que los hilos tienen una de sus dimensiones (el largo) de un nivel micrométrico, permitiendo una estabilidad térmica aún con diámetros nanométricos muy pequeños, menores a los diámetros de las nanopartículas en el límite grabable.

Este hecho permitiría escribir con una densidad superficial de bits muy grande (si los hilos estuviesen todos parados perpendiculares a la superficie). Existen otros “trucos” para aumentar la estabilidad de la magnetización y la densidad de datos. Por ejemplo, el uso de interacciones de nanopartículas con películas de Permalloy. Con este recurso, si uno tiene una estructura magnética abajo que ancla magnéticamente lo de arriba, que es donde se guarda la información, se logra  superar el límite superparamagnético.

El Dr. Carlos A. Ramos en el microscopio de fuerza atómica/fuerza magnética (AFM/MFM)

 ¿Qué vínculos establecen entre el desarrollo de conocimiento de sus trabajos y la aplicación de tecnología por parte de otras instituciones?

Esta investigación sobre nanohilos y nanopartículas tiene una interrelación con grupos de investigación del INTA(1) para resolver un problema de biotecnología.

Nuestra función es proveerles a ellos de nanopartículas con determinadas propiedades. Posteriormente, los investigadores del INTA con quienes colaboramos les aplican las nanopartículas que nosotros les entregamos a unas determinadas células que están estudiando. De esta forma investigan qué sucede físicamente en este sistema mixto y, a partir de sus resultados, rediseñamos el sistema de nanopartículas a aplicarles a sus células.

Por otro lado, dentro del ámbito de la Física, en el mismo Centro Atómico Bariloche (CAB)  nuestra investigación ha encontrado una colaboración muy fructífera.

  ¿Cómo ven su investigación en relación con las desarrolladas en el exterior?

La Argentina tiene un camino más difícil para competir con el primer mundo en el área tecnológica, porque allá, en los centros de investigación, hay una fuerte presencia de apoyo financiero de la industria, que permite aplicar el conocimiento científico en prácticas tecnológicas industriales.

Sin embargo, el CAB, donde funciona el Instituto Balseiro, está muy bien posicionado porque consiguió mantener una capacidad de generación de conocimiento académico con interacciones con grupos del primer mundo al mismo nivel de ellos. En ese sentido, lo que nosotros estamos desarrollando sobre nanopartículas, ya existe un mercado de nanopartículas potencialmente comercializable.

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Proyecto de investigación subsidiado  por la Secretaría de Ciencia, Técnica y Posgrado de la UNCuyo

“Nanopartículas y nanohilos magnéticos.”

Equipo de trabajo

Director: ZYSLER, Roberto Daniel. Dr. Carlos Ramos, Dra. Elin Winkler, Emilio De Biasi, Enio Lima Júnior, Marcelo Vasquez Mansilla. Becarios: Dra. Dina Tobia (posdoctoral), Mgter. Mary Luz Mojica Pisciotti (doctoral), Lic. Betiana Pianciola (doctoral). Técnicos: Sr. Rubén Benavidez y Srta. Virginia Tognoli.

Roberto Daniel Zysler es Doctor en Física por el Instituto Balseiro, docente en la misma institución y director del proyecto I+D “Nanopartículas y nanohilos magnéticos” de la Secretaría de Ciencia y Técnica de la UNCUYO.

1) INTA: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, es un organismo estatal descentralizado con autarquía operativa y financiera, dependiente del Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca de la Nación. http://inta.gob.ar/