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Investigación de la UCR sobre nanotecnología recibe patrocinio de EE.UU.

Manrique Vindas Segura
Cesar A. Parral

La investigación ganó un concurso de fondos otorgados por la Oficina de la Fuerza Aérea para la Investigación Científica  (AFOSR, por sus siglas en inglés), de los Estados Unidos de América (EE.UU.).

El Dr. Leonardo Lesser Rojas (primero de izquierda derecha), es profesor de la Escuela de Física e investigador del Centro de Investigación en Ciencias Atómicas, Nucleares y Moleculares (CICANUM)  de la UCR.

Durante su  doctorado en el Instituto de Física y la Academia Sínica de Taiwán, en el marco del Programa Internacional de Nanociencia y Tecnología, el  Dr. Leonardo Lesser Rojas, investigador de la Universidad de Costa Rica (UCR), construyó un dispositivo para la medición de propiedades de materiales a nanoescala.

El instrumento consta de dos electrodos de titanio separados por un nanodistanciamiento de menos de diez nanómetros.  Un nanómetro es la distancia que se obtiene al dividir un metro en mil millones. Estos nanodistanciamientos sirven para medir propiedades de materiales desde el punto de vista eléctrico, óptico o magnético.
Estas mediciones son necesarias para los (as) estudiosos (as) de la vida o los materiales, quienes necesitan conocer las propiedades y funcionamiento de la materia en tamaños tan ultra pequeños como la nanoescala, lo cual se puede estudiar con este dispositivo diseñado por el Dr. Lesser.

Mediciones en nanoescala

Según explicó, el Dr. Lesser, el objetivo principal de la investigación es “realizar experimentos en una plataforma microfluídica en “chip” basada en nanodistanciamientos entre electrodos de distintas aleaciones metálicas, como titanio y aluminio, que permitan, por medio de métodos electrocinéticos, implementar una técnica de atrapamiento y detección electrónica biomolecular”.  

El dispositivo diseñado por el Dr. Lesser fue probado en una investigación que analizó la energía en proteínas de algas rojas. Sin embargo, explicó que el dispositivo “puede ser aplicado a otro tipo de análisis donde los científicos requieran una caracterización física-química exacta de procesos elementales al nivel de proteínas individuales y ácidos nucleicos”.

Agregó que “mediante este dispositivo se puede realizar un análisis de moléculas singulares o en bajo número de copias, obteniendo información directa de las fluctuaciones de su posición de equilibrio,  que a su vez contienen información dinámica y estadística, la cual se puede relacionar con características particulares de la molécula analizada”.

Aquí radica la importancia de este instrumento, ya que las tecnologías utilizadas hasta ahora analizan soluciones con gran cantidad de moléculas, por lo que no brindan esta información precisa, sino que arrojan  datos del promedio del conjunto.

En este sentido, el aporte del Dr. Lesser es de gran utilidad para científicos (as) e investigadores (as) dedicados al estudio de ciencias de la vida por medio de “chips” que pueden funcionar en ambientes con fluidos biológicos confinados para analizar fenómenos a escala micro o nanoscópica.

Esto incluye áreas muy variadas del conocimiento como genómica, química, biofísica molecular y celular, técnicas de diagnóstico, etc.

Proyecto financiado

El Dr. Lesser detalló que el proyecto financiado por el AFOSR pretende “realizar nuevos experimentos en esta plataforma microfluídica en “chip” basada en nanodistanciamientos entre electrodos, que permitan implementar una técnica de atrapamiento y detección,  tanto electrónica como electroscópica,  de nano partículas de nuevos materiales organometálicos a base de Germanio, así como biomoléculas de bacterias especializadas capaces de sujetar iones metálicos de tierras raras (lantánidos)”.

De tal manera que “mediante este dispositivo se podrá realizar un análisis de nanopartículas y moléculas singulares para conocer información optoelectrónica detallada de estos nuevos materiales conductores de huecos utilizados para aumentar la eficiencia en celdas solares a base de perovskitas, así como información de índole biofísico, electrofisiológico y electroquímico de la proteína especializada y corroborarla por medio de técnicas alternativas”.

El actual proyecto de investigación es patrocinado por la oficina de la Fuerza Aérea para la Investigación Científica, en colaboración entre la Universidad de Costa Rica (UCR), el Instituto de Física de la Academia Sinica de Taiwán y el el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL, por sus siglas en inglés).

El proyecto se encuentra inscrito en la Vicerrectoría de Investigación de de la UCR bajo el título “Caracterización de fenómenos de trasiego de energía en nanomateriales transportadores de huecos (htms) utilizando mediciones opto-electrónicas a través de nanodistanciamientos entre electrodos, asistidas mediante dielectroforesis”.

El Dr. Lesser es graduado en ingeniería mecánica de la UCR y obtuvo un doctorado en el Instituto de Física y la Academia Sínica, como se denomina a la Academia de Ciencias de Taiwán. Es especialista en nanobiofísica, que es la física aplicada a estudiar mecanismos moleculares en escala nanoscópica.

Este científico es profesor de la Escuela de Física e investigador del Centro de Investigación en Ciencias Atómicas, Nucleares y Moleculares (CICANUM)  de la UCR, donde dirige el Laboratorio de Nano Biosistemas (LANANBIOS).

El Dr. Leonardo Lesser Rojas (primero de izquierda derecha) dirige el Laboratorio de Nano Biosistemas (LANANBIOS) del Centro de Investigación en Ciencias Atómicas, Nucleares y Moleculares (CICANUM)  de la UCR.