Nanotech, la vanguardia en nanotecnología en México

En América Latina, México se ubica en el segundo lugar de los países (detrás de Brasil) con mayores iniciativas y proyectos académicos y de investigación en nanotecnología, de infraestructura, número de publicaciones, convenios internacionales y recursos humanos trabajando en el área, según el artículo La nanotecnología en México: un desarrollo incierto.

El reporte Diagnóstico y prospectiva de la nanotecnología en México muestra que en el país existen 56 instituciones y más de 159 laboratorios dedicados a esta disciplina, que tiene en sus filas a investigadores con alrededor de 340 proyectos de química, electrónica, física y otros relacionados con esta y que a 2008 fueron apoyados por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

Una de esas instituciones es el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (Cimav) que alberga el Laboratorio Nacional de Nanotecnología (Nanotech), el cual es una de las principales plataformas tecnológicas dedicada al impulso de la nanociencia y la nanotecnología que apoya al sector académico, productivo y social del país.

Ubicado en Chihuahua, al norte del territorio nacional, el Nanotech nació en el 2006 y fue inaugurado dos años después con el propósito de ser uno de los proyectos bandera del gobierno federal para impulsar la nanotecnología en pos del desarrollo de aplicaciones específicas.

En 2009 fue nombrado como el Punto Nacional de Contacto en Nanotecnología y Nuevos Materiales sobre todas las actividades relacionadas con el área entre México y el extranjero. En aras de potenciar sus redes internacionales, forma parte del Clúster de Innovación en Nanotecnología en América del Norte a través de un convenio con la Universidad Estatal de Arizona, el Cimav y Conacyt; además suscribió convenios con la Universidad de Texas en Austin, con la Universidad Estatal de Nueva York en Albany y con el Séptimo Programa Marco de Investigación de la Unión Europea.

El laboratorio y sus investigadores adscritos son ejes articuladores de la Red de Nanociencias y Nanotecnología (Red NyN), una de las redes temáticas de investigación del Conacyt.

Impulso a la nanotecnología

La nanotecnología se dedica a la manipulación de la materia a escala molecular y atómica para diseñar estructuras con propiedades y aplicaciones. El potencial radica en su escala, pues las nanopartículas de algún material pueden presentar propiedades físicas, químicas y biológicas distintas a las que presenta en escala mayor, por lo que son ideales para el desarrollo de nuevos productos y aplicaciones.

El Laboratorio Nacional de Nanotecnología trabaja en torno a la síntesis y caracterización de materiales, el desarrollo de nuevos, así como servicios, asesoría, capacitación y entrenamiento para universidades, centros de investigación y empresas; en tanto que apoya los programas de posgrado y licenciatura del Cimav.

El académico del Cimav, Erasmo Orrantia Borunda, explica que el laboratorio surge hace 22 años cuando en el centro comenzaron a trabajar líneas de investigación enfocadas en la nanotecnología, pero en 2006 se conforma como Nanotech, a raíz de la convocatoria para la creación de Laboratorios Nacionales de Infraestructura Científica o Desarrollo Tecnológico del Conacyt.

El también investigador detalla a la Agencia Informativa Conacyt que la propuesta planteada por el Cimav fue considerada debido a la experiencia y trayectoria de sus trabajos en la materia, tanto en Chihuahua como en la unidad Monterrey.

“El laboratorio nació hace bastantes años, no pensábamos entonces dedicarnos a nanotecnología porque no estaba todavía tan de moda, pero teníamos microscopios electrónicos de transmisión y de barrido de muy buena resolución para la época”, recuerda.

Con el financiamiento del Conacyt, el centro público de investigación adquirió un microscopio de alta resolución que fue el primero en instalarse en la zona norte del país.

“Con el apoyo que recibimos del Conacyt fuimos conformando un laboratorio que es el más avanzado de la región; actualmente contamos con tres microscopios de transmisión y un microscopio electrónico de barrido para muestras biológicas y orgánicas”, indica.

A la fecha, el Nanotech está equipado con cuatro microscopios electrónicos de barrido, uno de haz de iones enfocados (en el que se preparan muestras para los microscopios de alta resolución), dos microscopios de fuerza atómica y un equipo micro Raman (para identificar compuestos orgánicos); también se cuenta con un ultramicrotomo y un espectroforómetro.

Lo integran investigadores asociados como los doctores Francisco Espinosa Magaña, Mario Miki Yoshida, Sion Olive Méndez y Francisco Paraguay Delgado, integrantes del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), así como un equipo de diez técnicos con grado de maestría que abarcan todas las técnicas.

Líneas de investigación

Al formar parte del Cimav, el laboratorio coadyuva a la investigación, desarrollo e innovación en las áreas de materiales, medio ambiente y energía. Tiene como líneas de investigación materiales compuestos y materiales funcionales, además de nanotoxicología.

“Evaluamos compuestos desde el punto de vista nanotecnológico como aleaciones, caracterizamos películas delgadas y sensores. Hay un grupo interesante en Cimav que se dedica a preparar biosensores, porque hemos aprendido a preparar una decena de nanomateriales distintos, que van desde materiales metálicos, óxidos, nanotubos de carbono y estamos por preparar nanodiamantes”, indica.

Entre los proyectos que se han desarrollado en el laboratorio se encuentra el de vinculación con la empresa Stay Clean para el desarrollo de concentrados químicos basados en nanotecnología para el tratamiento de textiles y cueros, a fin de que tengan mayor capacidad de repelencia a líquidos, aceites y sus derivados, así como propiedades biocídas o bacteriostáticas.

Destaca un proyecto académico apoyado por Fondos Mixtos entre el Conacyt y el gobierno del estado de Chihuahua para estudiar el efecto del dopaje de la espinela nanoestructurada LiMn2O4 con óxidos metálicos, sintetizada por los métodos de sol-gel y aleado mecánico para mejorar su desempeño como cátodo en las baterías secundarias ion-litio.

Además, un proyecto entre México y la Unión Europea para el desarrollo de nuevos nanocompuestos derivados de la industria minera.

Y es que desde su conformación, este laboratorio ha dado excelentes resultados pues cuenta con 24 patentes, algunas relacionadas con nanotubos de carbono, de microdispositivos de tensión para la medición de propiedades mecánicas de nanomateriales, para la obtención de grafeno, de tintas poliméricas o sobre nanopartículas magnéticas para remover arsénico del agua para consumo humano, entre otras. Además, entre 2007 y 2014 tuvo una producción de más de 300 artículos publicados en revistas especializadas, cifra que a la fecha ha crecido considerablemente.

Personal altamente capacitado

El Laboratorio Nacional de Nanotecnología es altamente demandado no solo a nivel interno sino por diversas universidades, centros de investigación y empresas que requieren los microscopios de alta resolución.

No obstante, el doctor Erasmo Orrantia Borunda asegura que más allá del equipo con que cuentan, se acercan al laboratorio por tener personal altamente capacitado y tener procesos que están en vías de certificación.

“Tenemos uno de los personales mejor entrenados no solo de México sino de América Latina, que constantemente está en entrenamiento y que incluso es invitado a Boston, Estados Unidos, y a Japón donde están los centros demo de las compañías que fabrican los equipos para aplicar una nueva técnica”, abunda.

Y es que, dice, puede tenerse equipo de última generación pero si se carece de personal que lo conozca y pueda operarlo, de poco servirán las ventajas que tengan los aparatos.

Es por ello que se tiene el compromiso de certificar las técnicas y operaciones del Nanotech a fin de que el trabajo que se realiza al sector académico, público y al privado lleven la certeza de que los resultados son los correctos.

Productividad

Doctor en biotecnología por la Universidad Autónoma de Nuevo León, Orrantia Borunda asegura que la productividad del laboratorio se refleja en que anualmente entrega más de mil resultados, atendiendo más de 60 empresas y a un número superior de instituciones educativas, de investigación y gubernamentales.

“Atendemos entre 20 y 30 usuarios al día y se generan más de mil resultados de laboratorio por año. Al dar servicio a la industria, el Laboratorio Nacional de Nanotecnología genera ingresos propios de alrededor de 12 millones de pesos anuales”, agrega.

De acuerdo con el artículo Empresas nanotecnológicas en México: hacia un primer inventario, hasta 2012 se detectaron 101 empresas que desarrollan nanotecnología, la mayoría de ellas concentradas en Nuevo León (39), la Ciudad de México (31) y el Estado de México (10).

Los sectores a los que se enfocan son el químico, eléctrico y de tratamiento de agua, plástico, alimentos y nanomateriales, construcción, equipo industrial, automotriz, cosméticos y farmacéuticos, entre otros.

Para el sector privado, el Nanotech ofrece diversos servicios como el análisis de fallas de una muestra con el propósito de detectar por qué una aleación tuvo defecto, o en el caso de la industria maquiladora para detectar problemas en su línea de producción.

Su vinculación con el sector académico y de investigación es para el apoyo en proyectos que requieren de los microscopios de alta resolución, es así que han colaborado con otros centros públicos del Conacyt y universidades tanto de México como del extranjero.

Asimismo, ofrecen servicios como la capacitación al personal docente y técnico, tal fue el caso de un convenio con el que se creó una maestría para el personal académico de las universidades tecnológicas y politécnicas del país. Fue así que se formó una planta docente de 160 profesores en cuyas instituciones se implementó la carrera de nanotecnología, aprovechando la infraestructura del laboratorio.

Por lo anterior, el también miembro nivel II del Sistema Nacional de Investigadores asevera que el laboratorio alcanza un nivel técnico y de infraestructura muy alto. “Hay más instituciones con excelente equipamiento, y es lo deseable, pero el Nanotech ya es un referente obligado”, dice.

Escuela de Microscopía

Como parte de las actividades de capacitación, desde el año pasado se lleva a cabo la Escuela de Microscopía que ofrece cursos teórico-prácticos impartidos por expertos en microscopía electrónica de transmisión (STEM, por sus siglas en inglés), microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés), haz de iones enfocados (FIB, por sus siglas en inglés), en difracción de rayos X (DRX) y en espectroscopía Raman.

Está dirigida a académicos, investigadores, técnicos especializados y cualquier persona relacionada con estas disciplinas, a fin de que adquieran conocimientos sobre técnicas modernas de caracterización de materiales avanzados y materiales nanoestructurados.

En su edición se tuvo una asistencia de 50 personas de distintos puntos del país y se espera que año con año se consolide para convertirse en un referente nacional e internacional.

El doctor Erasmo Orrantia expone que a nivel mundial existe un déficit de personal especializado para operar el equipo en esta área y México no es la excepción, por lo que la Escuela de Microscopía puede contribuir a disminuir esa brecha.

“Cada vez vemos cosas a menor escala y los microscopios son más amigables para manejar porque se vuelven muy sencillos, pero una parte está en la observación y otra en la preparación, entonces lo que ofrecemos son cursos para las personas interesadas, desde principiantes hasta quienes ya tengan conocimientos previos”, puntualiza.

Durante una semana los asistentes serán instruidos en el manejo de los equipos y en preparar las muestras para que los resultados obtenidos sean los adecuados.

La próxima edición se realizará del 5 al 9 de septiembre, en la sede de Cimav en Chihuahua. Para mayor información, visitar la página de la Escuela de Microscopía.

Fuente: CONACYT.