El mundo de los plasmones: ¿cómo impactan en nuestra vida cotidiana?

Universidad de Belgrano - Facultad de Ingeniería

19 de Febrero de 2018 | 4 ′ 46 ′′


El mundo de los plasmones: ¿cómo impactan en nuestra vida cotidiana?


Una investigación estudia la influencia de los plasmones sobre la emisión espontánea de luz de un átomo o molécula. Mauro Cuevas nos cuenta en la siguiente entrevista cómo sus desarrollos teóricos contribuyen al desarrollo de nuevos materiales "plasmónicos" que permitan nuevos desarrollos tecnológicos.

El Dr. en Física Mauro Cuevas, cuya investigación CONICET está radicada en la Universidad de Belgrano, nos cuenta:
- Mauro, se me ocurren muchas preguntas pero vayamos por parte ¿Qué son los plasmones?
- Seguramente no escucharon la palabra “plasmón”, pero sin dudas disfrutaron los colores brillantes al observar un vitral, por ejemplo el de la Capilla Sixtina, aún después de muchos años. Ese brillo proviene de los plasmones. Tienen, además, aplicaciones específicas, por ejemplo para “sensar” la presencia de moléculas que se encuentran en muy bajos niveles en algún medio, lo que resulta de utilidad, por ejemplo, para detectar la presencia de bacterias patógenas o de sustancias contaminantes que no se lograría por otras metodologías, evitando así nuestra exposición a ellas. También se aplican para guiar la luz en escalas más pequeñas que su longitud de onda, contribuyendo a la transmisión de información en espacios más reducidos que los actualmente conocidos, lo que permitirá, por ejemplo, construir chips de menor tamaño.
Entonces, volviendo a tu pregunta, un plasmón es luz y por lo tanto está constituido por fotones. Pero, además, para ser un plasmón estos fotones están unidos a una partícula que forma los átomos que se llama electrón (parte del átomo con carga negativa). Esos electrones forman parte de la superficie por donde transita esa luz, por ejemplo, la superficie de un metal. La característica fundamental del plasmón es que puede ser confinado en espacios más pequeños que la luz tal como la conocemos.

- Mauro, ¿me darías un ejemplo de la vida cotidiana?
- Cuando encendemos una luz en casa, la habitación se ilumina debido a que los fotones viajan por las tres dimensiones del cuarto sin preferencia alguna. ¿Qué cambia ante la presencia del electrón en el plasmón? La Luz de ese fotón + el electrón que forman el plasmón se propaga pegada, retomando el ejemplo anterior, a la superficie de un metal, evitándose de esa manera la dispersión. Al mismo tiempo, como no se dispersa podemos orientarla para un uso específico, como la transmisión de información.

- Entonces, podemos afirmar que los metales como el oro y la plata son materiales plasmónicos, ¿es así?
- ¡Sí! Pero estos plasmones se producen a frecuencias ópticas del rango visible provocando, por ejemplo, el brillo de la Capilla Sixtina que mencionamos al comienzo. El desafío es producir plasmones para su aplicación en electrónica, lo que requiere trabajar en otras frecuencias como el infrarrojo y los terahertz. Esto requiere el desarrollo de nuevos materiales plasmónicos como los semiconductores, los metamateriales (materiales fabricados en el laboratorio a partir de sustancias naturales pero que poseen propiedades ópticas que no se encuentran en la naturaleza) y el grafeno (nombre que recibe la monocapa de átomos de carbono). ¿Qué los caracteriza? Todos ellos permiten la “excitación” de plasmones (fotón + electrón) en su superficie y se los identifica como materiales plasmónicos.

-¿En qué investigas específicamente como investigador adjunto de CONICET?
- Dentro del mundo de la plasmónica, me dedico a investigar acerca de los materiales plasmónicos a través de complejos desarrollos teóricos, con el objetivo de “predecir” nuevas funcionalidades de los plasmones en la búsqueda de nuevas y mejores aplicaciones tecnológicas. Estos resultados son esenciales para quienes luego lo verifican experimentalmente. Por ejemplo, el diseño de “cavidades plasmónicas”, que permiten modificar la cantidad de fotones (luz) que emite un átomo haciéndola menor o mayor, incluso hasta 100 a 1000 veces respecto a su emisión normal.

- ¿Qué aplicación tiene este último ejemplo?
- Al comienzo mencioné que una de las aplicaciones de los plasmones es el sensado de moléculas. Es decir, permite “pesquisar” la presencia de muy bajas cantidades de algún componente en distintos ambientes, como el aire, el agua, los alimentos, fluidos biológicos, etc., desafiando de este modo los métodos convencionales. Así se podrían detectar la presencia de muy pocas moléculas de un contaminante. Esa detección en bajas concentraciones, de manera temprana, permitiría tomar medidas preventivas para que ese contaminante no nos cause un daño a la salud.

Dra. María Claudia Degrossi
claudia.degrossi@ub.edu.ar
Dra. María Claudia Degrossi
Secretaria Coordinadora de la Comisión de Políticas de Investigación


EPOC, una enfermedad con consecuencias mortales

EPOC, una enfermedad con consecuencias mortales

Sergio Scrimini estudia el comportamiento de las células responsables de esta patología pulmonar, que es progresiva y potencialmente mortal.

Química verde: un nuevo enfoque para ejercerla

Química verde: un nuevo enfoque para ejercerla

Docentes investigan sobre esta línea a partir del concepto: "Prevenir es mejor que curar". Muchas veces la química tiene mala prensa ya que se la asocia con lo tóxico; sin embargo, la misma convive en cada uno de los aspectos que se desarrollan en la vida cotidiana. Gracias a grandes avances de la química mejoró, por ejemplo, el aumento de la expectativa de vida.

El grafeno, clave para descubrir los secretos de las proteínas

El grafeno, clave para descubrir los secretos de las proteínas

El material presente en la punta de los lápices puede servir para identificar aminoácidos, pequeños bloques que conforman las proteínas. De ese modo, se puede conocer, por ejemplo, el origen de ciertas enfermedades genéticas.

La vacuna contra la enfermedad de Chagas cada vez más cerca

La vacuna contra la enfermedad de Chagas cada vez más cerca

Investigadores del CONICET y la UBA diseñaron una molécula que combina tres proteínas y que podría servir para el desarrollo de vacunas. Este logro se debe a combinar las características de tres antígenos del parásito Trypanosoma cruzi, sustancias que desencadenan la formación de anticuerpos y que serían los encargados de inmunizar a una persona contra el mal de Chagas.

Asocian la Lipoproteína “A” a lesiones cardíacas y vasculares

Asocian la Lipoproteína “A” a lesiones cardíacas y vasculares

Un estudio permitió determinar que los niveles de estas moléculas hechas de proteínas y grasa se relacionan con lesiones que involucran las arterias coronarias. La investigación combinó estudios genéticos, imágenes cardiovasculares de última generación y evaluación clínica de cada paciente.

El cero absoluto y el clima

El cero absoluto y el clima

Los fríos de los que se quejan muchos vecinos de Santa Fe en invierno están muy distantes de lo que podría ser una baja temperatura. Un investigador santafesino explica por qué.

Dirección Nacional de Desarrollo Universitario y Voluntariado

Canal de videos 103