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De visita en la Argentina, el director del Centro de Nanociencia del Instituto Weizmann —Israel—, Ernesto Joselevich, estuvo en el INTI, donde visitó el Centro de Micro y Nanoelectrónica del Bicentenario. Allí conoció algunos de los desarrollos que los expertos llevan adelante, desde el dispositivo para detectar enfermedades infecciosas en pocos minutos, conocido como Nanopoc, hasta las memorias satelitales del Proyecto MEMOSAT, seis de las cuales ya se encuentran en el espacio exterior.

Joselevich compartió su experiencia con los técnicos del INTI por medio de unaconferencia: “Nanohilos Guiados: Nuevas Piezas de Construcción para el Autoensamblaje de Nanosistemas”, organizada por el Centro de Biotecnología del INTI. Su presentación se enfocó en el desarrollo de nuevos métodos para el modelaje de nanotubos y nanohilos mediante crecimiento horizontal guiado por superficies. 

El crecimiento guiado permite controlar no solamente la dirección de propagación de nanohilos, sino también su estructura y orientación cristalográficas. Así, se ha conseguido producir arreglos ordenados y uniformes de distintos materiales semiconductores. El ensamblaje de nanohilos con orientaciones controladas sobre superficies constituye uno de los mayores desafíos para su integración en circuitos y dispositivos a gran escala. 

Joselevich ha sido pionero en el crecimiento guiado para la generación de nanotubos ordenados y nanocables dirigidos por superficies. A su vez, estudió el comportamiento torsional del carbón y de nanotubos inorgánicos, que pueden ser las bases para los sistemas nanoelectromecánicos útiles. 

Con acento argentino 
Ernesto Joselevich nació en Argentina y a los nueve años se fue con su familia a Barcelona. Tiempo después obtuvo una beca para estudiar Química en la Universidad Hebrea de Jerusalén, donde también realizó un doctorado, y luego cursó un posdoctorado de tres años en Harvard. Desde hace 15 años trabaja en el Instituto Weizmann, donde actualmente es profesor titular en el departamento de materiales e interfaces y director del Centro de Nanociencia.

¿Antes de su investigación se había logrado obtener el crecimiento guiado de nanohilos y nanotubos? 
En el caso de nanotubos, no. Lo descubrimos nosotros. Si bien previamente algunos grupos de investigación habían mostrado crecimiento guiado, lo veían como algo poco deseable. Las tres veces que se abordó como tema principal en artículos científicos, allí se planteaba que se habían logrado nanohilos guiados en superficies de una sola orientación y muy cortos, de apenas unas micras. Nosotros lo que hicimos fue estudiar y probar variantes y ver exactamente cómo la orientación de la superficie cambiaba la orientación de los nanohilos. Además, con una longitud de más de un milímetros, o sea, mil veces más largos de lo que se había logrado hasta el momento: es como comparar una barba de un día con una melena de cinco años.

¿Qué aplicación tienen los nanotubos y los nanohilos en la vida cotidiana?
A mí me gustaría plantear que así como en la escala en la que nos movemos hay un montón de tubos, cables e hilos que están en todos lados —tuberías, cables de electricidad, nervios o puentes colgantes—, si uno quiere fabricar elementos que funcionen a escala muy pequeña va a necesitar nanotubos y nanohilos, por ejemplo para transportar energía, fuerza, materia o información. 

El problema es que cuando se forman los nahohilos y los nanotubos lo hacen de manera muy desordenada, como una maraña, y es muy difícil ordenarlos si lo que se busca es, por ejemplo, armar un circuito electrónico o un arreglo de fotodetectores para hacer una cámara digital de gran precisión. Lo que nosotros descubrimos es que al hacer crecer los nanotubos o los nanohilos en ciertas superficies de cristales, los nanohilos en vez de crecer para arriba y enmarañados, lo hacen horizontalmente, alineados, siguiendo el orden de los átomos en la superficie. Ese es el crecimiento guiado.

¿Por qué es un beneficio que crezcan de la manera en que uno lo desea y no enmarañados?
Porque desenmarañarlos es muy difícil, no es práctico. Si uno rompe los tubos de la maraña, se puede hacer un dispositivo de un transistor pero si querés hacer muchos transistores, la maraña no sirve. Entonces, el crecimiento guiado permite tener a todos ordenados y poder producir al mismo tiempo miles y millones de transistores.

Volviendo a las aplicaciones: ¿qué otros usos pueden tener?
Si uno quisiera hacer LED, computadoras y celdas fotovoltaicas basadas en nanohilos y nanotubos, el crecimiento guiado serviría mucho.

Durante su exposición comentó que IBM ya lo está implementando.
Claro, IBM tiene su Departamento de Investigación y Desarrollo, y hace tres años publicaron en la Revista Nature un prototipo de nanocomputadoras basadas en nanotubos de carbono, y eran guiados, que los produjeron por el método que nosotros descubrimos hace más de 12 años.  Nuestro desarrollo fue publicado por primera vez en 2004, mientras que el de nanohilos de semiconductores, que no son de carbono, en 2011.

En este momento es muy difícil competir con la tecnología del silicio porque se redujo muchísimo, por ejemplo, en el Iphone 6 los transistores son de 14 nanómetros  o sea que ya son nano transistores. Creo que lo más interesante de los nanotubos o los nanohilos no es competir con la electrónica tradicional, sino integrarse para dar más versatilidad y funcionalidad porque, por ejemplo, el silicio es un buen material para hacer transistores pero no es tan bueno para la autoelectrónica. Si uno quiere combinar dispositivos electrónicos con ópticos, como nanoláser, fibras ópticas, guías ópticas, fotodetectores, el silicio no es bueno, no tiene las propiedades ópticas que tiene otros semiconductores que se llaman semi conductores directos, que tiene propiedades ópticas superiores.  Poder hacer crecer nanohilos de materiales opto electrónicos y combinarlos con la tecnología del silicio, creo que podría ser muy beneficioso.

¿Había visitado el INTI? 
No, es mi primera visita en el INTI. No tenía idea del equipamiento con el que contaban, me imaginaba que se trataba de un instituto estándar, no algo tan grande ni que hubiera investigación y desarrollo a este nivel. Me asombra el tamaño del campus, la cantidad de gente y el modelo de trabajo: que haya tantos investigadores al servicio de las empresas, no lo he visto en otros lugares y me parece muy interesante.

¿Dentro de lo que vio qué fue lo que más lo impactó?
Me impresionaron mucho los prototipos como el del Nanopoc, un biosensor que se puede llevar en una valijita y hacer un estudio microbiológico. También me llamó la atención ese sistema de Reacción en Cadena de la Polimerasa portable (PCR, por sus siglas en ingles) para hacer amplificación de ADN que combina el trabajo de químicos, biólogos, ingenieros electrónicos (Nota: se refiere al Ibersensor Lamp, dispositivo portátil para diagnóstico molecular que determina la causa de una enfermedad mediante la detección de secuencias especificas del código genético). Y, a su vez, fue muy interesante la participación de la gente: yo no sabía bien qué esperar, pero las preguntas que me hicieron durante el seminario me dieron la pauta de que en el INTI hay un alto nivel académico.