Tesis centralista contribuye al avance de la nanociencia en Colombia

El trabajo de grado de Carlos Javier Rojas Bejarano, titulado “Plasmonic Surface Lattice Resonances in array of gold nanoparticles”, que se puede traducir como “Resonancias plasmónicas superficiales de red en arreglos de nanopartículas de oro”, fue la primera tesis que recibió la mención de Laureada en la Maestría en Bioingeniería y Nanotecnología, que desarrolla la Universidad Central en conjunto con la Fundación Universitaria de Ciencias de la Salud (FUCS).

De acuerdo con los jurados de la tesis, los doctores Nicolás Guillermo Avilán Vargas, Ángela Stella Camacho Beltrán y Edwin Herrera Vasco, Carlos Rojas Bejarano, quien es licenciado en Física y actualmente se desempeña como profesor de la Universidad Central, presentó resultados teóricos que podrán servir como base para aplicaciones en el área de la bioingeniería y la biomedicina, al analizar un problema de actualidad relacionado con la interacción luz-materia a escala nanométrica.

Asimismo, Carlos Rojas empleó métodos de análisis y sistemas de cálculo de frontera, utilizados en laboratorios y grupos de investigación que son referente a nivel mundial, entre ellos el Centro de Investigación Cooperativa en Nanociencias (CIC) nanoGUNE, el Donostia International Physics Center (DIPC) y la Universidad Autónoma de Madrid.

El investigador demostró dominio de los conceptos de física fundamental y del área de la nanofotónica en particular. Concretamente, en temas de la nanoplasmónica “logró una contribución con sus resultados muy cuidadosos en física computacional”.

Los resultados finales y conclusiones, resaltaron los jurados, contribuyen al estado del arte de un problema de actualidad, que es la creación de biosensores basados en resonancia de plasmones superficiales.

El profesor centralista Carlos Rojas explicó que el plasmón localizado es muy importante en ciencia y bioingeniería, destacando que es una cuasipartícula que se estudia en el mundo nanométrico.

“Cuando la luz incide sobre una partícula metálica (o una superficie metálica), excita los electrones libres del material y genera una oscilación de los mismos. Para una frecuencia específica, llamada también frecuencia de resonancia, todos oscilan de manera coherente y colectiva, dando lugar al denominado plasmón superficial localizado. Este fenómeno se ve reflejado en una mejora de la respuesta óptica del nanosistema”, indicó.

Agregó que esa excitación a la que se refiere también se puede traducir en calor, que es muy sensible a todo lo que le pasa a la nanopartícula. “Si cambias las propiedades geométricas o composicionales de la nanopartícula, la frecuencia de resonancia se verá alterada. Lo que también ocurre si cambias el índice de refracción del entorno”.

Las aplicaciones de las investigaciones en el área de la nanoplasmónica pueden ser muy extensas. Destacó que en una de las pruebas que se hicieron para detectar el covid se utilizaron plasmones y que incluso hay investigaciones que estudian terapias contra el cáncer usando nanopartículas plasmónicas.

“Se emplean procesos de hipertermia localizada que implican la utilización de nanopartículas de oro para marcar células no deseadas. Al ser expuestas a luz de una longitud de onda específica, en estas nanopartículas se generan plasmones superficiales, lo que resulta en un aumento de temperatura selectivo en las células no deseadas, logrando así su eliminación”.

Agregó que también se utilizan en sensado. “Estas, que son redes, tienen una gran ventaja y es que se puede excitar con luz visible. Es decir, que, en teoría, se puede crear el sensor y ponerlo a la luz del sol para que funcione”. Destacó que hay aplicaciones grandes pero que siguen en proceso de estudio y desarrollo.

Verónica Pérez Traviezo
Máster Central
Bogotá, D. C., 13 de junio de 2023
Imágenes: Máster Central