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Hablando con Científicos

El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

Nanomecánica. Hablamos con Daniel Ramos Vega.

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La ciencia ha evolucionado hasta tal punto que no existe casi nada, por muy grande o pequeño que sea, que no pueda ser objeto de estudio. En el programa de hoy nos vamos a centrar en lo pequeño, en aquello que se mide en nanómetros. Daniel Ramos Vega, nuestro invitado en Hablando con Científicos, es investigador del CSIC en el Instituto de Micro y Nanotecnología, nos presenta su libro titulado Nanomecánica, editado por CSIC.

Daniel Ramos dice en su libro que la nanomecánica es el estudio del movimiento a escala nanométrica. Un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro, pero ¿cómo podemos hacernos una idea de las dimensiones de esa escala? Dice Daniel que si comparamos un nanómetro con nuestra estatura estaremos haciendo el mismo esfuerzo de imaginación que si comparamos nuestra estatura con las dimensiones de la Vía Láctea.

Si observáramos nuestro entorno a escala nanométrica podríamos ver cosas tan diminutas como los átomos o las moléculas. A esa escala, las propiedades físicas y químicas de la materia cambian. El mundo clásico, el de las cosas grandes como nosotros y los objetos que nos rodean, da paso a otro, gobernado por las leyes de la mecánica cuántica.

Para observar los átomos no sirve un instrumento cualquiera por la simple razón de que cualquier aparato está compuesto por átomos, es decir, por elementos del mismo tamaño que aquello que deseamos ver o medir. Sin embargo la nanomecánica lo ha conseguido. Buenos ejemplos son el microscopio de efecto túnel y el microscopio de fuerzas atómicas. Ambos se basan en el mismo principio: una punta afilada de unos pocos nanómetros que se sitúa e interacciona con la superficie que deseamos estudiar. En estos microscopios no hay lentes que jueguen a dirigir la luz y ampliar la imagen de un objeto, incluso la longitud de onda de la luz visible es demasiado grande para observar los átomos, en su lugar lo que utilizan es una punta o “sonda” de tamaño nanométrico que, en el caso del microscopio de efecto túnel, se sitúa muy cerca de la superficie a explorar, tan cerca que los electrones pueden saltar de un lado a otro. La medida de esa corriente nos informa de la distancia entre la sonda y la muestra. De esa manera se puede ver la rugosidad de la superficie, una rugosidad generada por los átomos y moléculas que la forman.

Ya se han desarrollado muchos dispositivos que nos permiten observar distintas propiedades del mundo a escala nanométrica. Algunos se basan, como el que hemos mencionado, en puntas flexibles fijas a un brazo sujeto por un extremo cuyas vibraciones pueden ser detectadas mediante haces de luz láser que son reflejados por la superficie. Otras, en cambio, son láminas fijas por dos lados, formando un puente, fabricadas con sustancias que, al dilatarse de forma distinta frente al calor, se curvan y permiten medir la temperatura a escala nanométrica.

En el libro y durante la conversación que os invito a escuchar, Daniel Ramos explica algunos otros dispositivos que ha creado la nanomecánica, así como de los lugares de trabajo en las salas blancas y las condiciones de extrema limpieza bajo las que los investigadores deben manipular los instrumentos, porque una simple mota de polvo puede arruinar experimentos que se tarda días en preparar.

No es el objetivo de este escrito resumir todo el contenido de nuestra conversación, simplemente añadiré que la nanotecnología ofrece un conjunto de medios con los que se pueden afrontar muchos de los problemas a los que nos enfrentamos: la contaminación, los retos de la biomedicina, la obtención de energía, la fabricación de componentes para los dispositivos móviles, la técnica aeroespacial o los impresionantes complejos con los que se observa el universo o se miden las ondas gravitacionales. En todos esos campos y muchos otros, la interacción con la materia a escala nanométrica es inevitable.

Os invito a escuchar a Daniel Ramos Vega, investigador distinguido del CSIC en el Instituto de Micro y Nanotecnología. Autor del libro Nanomecánica, editado por CSIC.


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