Mediante el estudio de las propiedades físicas y químicas de nanomateriales como el grafeno, un investigador de la Facultad de Ingeniería Química de la BUAP pretende sentar las bases científicas para desarrollar sensores utilizados en la medición de glucosa en sangre o crear dispositivos optoelectrónicos más eficientes.

Desde hace seis años, Ernesto Chigo Anota, científico de esa unidad académica, se ha dedicado a la investigación de nanomateriales como el grafeno (que es un derivado del grafito), así como el nitruro de boro, con el propósito de ahondar en su propiedades y determinar sus posibles aplicaciones tecnológicas.

Hasta ahora, sostuvo el investigador, los avances apuntan a que el grafeno es un nanomaterial viable para fabricar sensores dedicados a medir glucosa en la sangre, con la idea de aportar herramientas más baratas y eficientes para los pacientes con diabetes mellitus.

Con ese interés, el físico emprendió el proyecto titulado Diseño por simulación de nanomateriales con aplicaciones tecnológicas, apoyado por la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado.

El grafeno para desarrollar sensores

Hace sólo una década se comenzó a investigar al grafeno como un nanomaterial con diversas bondades, abundó Chigo Anota, por lo que aún se desconocen todas sus potencialidades.

De ahí que el objetivo de su investigación sea analizar a fondo las propiedades físicas y químicas de dicho nanomaterial, con dos vertientes: construir sensores más eficientes que los existentes en el mercado para detectar glucosa en sangre, y desarrollar dispositivos optoelectrónicos que podrían aplicarse en la fabricación de pantallas táctiles.

Con la ayuda de métodos como la simulación, el científico se ha dedicado a elaborar nanomateriales, con software especializado, lo que le ha significado mayores ventajas y menores costos.

“Hasta ahora hemos visto que el grafeno tiene muy buenas propiedades: es muy resistente y ligero. Recientemente se han descubierto nuevas propiedades, no muy conocidas, que dan indicios de sus potencialidades y posibles aplicaciones. Por ello, me he dedicado a estudiar el grafeno y el nitruro de boro, me estoy enfocando en el análisis de sus propiedades físicas y químicas”, precisó.

Para que el grafeno funcione como sensor, explicó el investigador, es indispensable “pegarle” un polímero a fin de que haya transferencia de carga eléctrica en la superficie y así logre detectar sustancias como la glucosa. Además de estudiar las propiedades físicas y químicas del grafeno, el investigador también analiza el nitruro de boro para desarrollar sensores.

“El objetivo es desarrollar sensores más eficientes para los glucómetros, que son los aparatos que actualmente se utilizan para medir la glucosa. Hasta el momento, en el mercado no existen glucómetros que usen grafeno como sensor, todavía son prototipos, no hay nada comercial”.

Para Chigo Anota, otro aspecto novedoso de su proyecto es la posibilidad de que el polímero que se añada al grafeno sea el quitosano, un material sintetizado a partir de la quitina, la cual se obtiene de los desechos de mariscos como los exoesqueletos de camarón, lo que abarataría los costos para la fabricación de los sensores.

“Lo interesante es que el polímero que proponemos colocar en la superficie del grafeno sea un material extraído del exoesqueleto de camarón, el cual contiene quitina, del cual se sintetiza el quitosano”, agregó.

El grafeno para desarrollar pantallas táctiles

Otra de las potenciales aplicaciones tecnológicas del grafeno es la creación de dispositivos optolectrónicos para fabricar pantallas táctiles.

Lo anterior sería posible, explicó Chigo Anota, a partir de ahondar en las investigaciones sobre las características físicas del grafeno. Hasta el momento, de acuerdo con los primeros resultados, dicha aplicación es posible.

 “En los últimos seis años, las investigaciones que hemos desarrollado apuntan a que esta posibilidad es más que viable. La idea es que nosotros avancemos en el estudio profundo de estas características y, posteriormente, pasar a sus aplicaciones tecnológicas”, apuntó.

Sobre el uso del grafeno para desarrollar dispositivos optoelectrónicos, el científico de la Facultad de Ingeniería Química abundó que es tal su potencial que se podrían fabricar pantallas táctiles para diseñar computadoras portátiles que pudiesen enrollarse como una hoja de papel.

 “La tendencia tecnológica es desarrollar laptops ligeras, que no tengan que cargarse y que puedan enrollarse como una simple hoja de papel, de hecho ya existen algunos prototipos. Pero para ello es necesario continuar con las investigaciones básicas y profundizar en el estudio de las propiedades físicas del grafeno”, insistió.

Otra aplicación de los nanomateriales, estudiados desde hace seis años por el  investigador es el transporte de medicamentos en el cuerpo humano:

“Me he enfocado a trabajar con nanomateriales que sirvan para conducir de mejor manera los medicamentos y sean absorbidos mejor absorbidos por el organismo humano, específicamente en el tema de la diabetes, enfermedad que ha crecido de forma exorbitante en todo el mundo”, añadió.

La importancia de los nanomateriales

El campo de la nanotecnología, y en particular el de los nanotubos de carbono, los cuales fueron descubiertos en 1991, son recientes y pueden ofrecer soluciones en campos multisectoriales y multidisciplinares, con importantes implicaciones en materia de ciencia y tecnología por sus versátiles propiedades, por lo que se vislumbra una revolución en el campo del desarrollo de nuevos materiales.

De ahí, el interés de los centros de investigación e instituciones de educación superior de México y el mundo, así como industrias productoras de cerámicas, metalurgia, electrónica, materiales magnéticos, dispositivos ópticos, catalizadores, almacenamiento de energía y biomedicina, entre otras, por avanzar en las investigaciones en materia de nanotecnología.

En este sentido, Chigo Anota consideró que la Máxima Casa de Estudios de Puebla ha logrado avances importantes en la investigación a nivel de ciencia básica en cuanto al desarrollo de nuevos nanomateriales.

Conviene mencionar que los nanomateriales son materiales a escala, con características estructurales de una dimensión de entre uno y 100 nanómetros.

Existen tres categorías básicas de nanomateriales desde el punto de vista comercial y desarrollo: óxidos metálicos, nanoarcillas y nanotubos de carbono. Los que más han avanzado desde el punto de vista comercial son las nanopartículas de óxido metálico.

Los nanomateriales se usan actualmente en centenares de aplicaciones y productos, que van desde la pasta de dientes hasta las pilas, las pinturas y prendas de vestir, hasta su uso para el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos y en el campo médico.

PERFIL DEL INVESTIGADOR

Ernesto Chigo Anota

·         Cursó la licenciatura en física en la Universidad Veracruzana

·         Estudió la maestría en física en el Instituto de Física Luis Rivera Terrazas de la BUAP.

·         Obtuvo el doctorado en Ciencias Químicas en el Instituto de Ciencias (ICUAP) de la BUAP.

·         Es integrante del Padrón de Investigadores de la Vicerrectoría de Investigación y Estudios de Posgrado.

·         Cuenta con perfil PROMEP.

·         Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) nivel I.

·         Su línea de investigación es la simulación en materiales.

·         Tel: 2 29 55 00 ext. 7250 y 7252.

·         Correo electrónico: echigoa@yahoo.es