La microscopía atómica de fuerza, el grafeno y el origen de la fricción. Fredy Zypman es uruguayo, y en 1982 egresó de Universidad de la República y al poco tiempo se fue del país para realizar la licenciatura en física en la Universidad Simón Bolívar, en Caracas, Venezuela. Más tarde, cursó el doctorado en Estados Unidos, en la Case Western Reserve University, en Cleveland, Ohio y actualmente, desde el año 2000, forma parte del Departamento de Física de la Yeshiva University, en Nueva York.
Zypman contó a SobreCiencia que trabaja en diversas áreas de investigación, entre las que se encuentra el proyecto principal denominado “microscopía atómica de fuerza”, un proyecto que si bien tiene un componente muy teórico, se trata de descubrir cómo obtener distintas propiedades de los materiales que se estudian. Por ejemplo, obtener la carga de una determinada proteína con una resolución a nivel nanométrico.
“Ese conocimiento podría en principio permitir usar distintos materiales de ese tamaño para ponerlo adentro del torrente sanguíneo y utilizarlo para que ataque específicamente distintos órganos como terapia médica. Son aplicaciones que hoy en día no existen con esta investigación. Sí con otras partículas más grandes, pero no con esto. Los estudios que estamos haciendo están ahora en evolución”, explicó.
El científico agregó que actualmente su estudio está enfocado en obtener información de carga eléctrica a nivel nanométrico y de propiedades elásticas de materiales a la misma escala. Como ejemplo puso el caso del grafeno, un material relativamente nuevo que tiene propiedades eléctricas y mecánicas muy importantes pero que aún no se ha podido producir a nivel industrial.
“En principio el grafeno podría utilizarse a nivel industrial en el futuro cercano en celdas solares y baterías de nueva generación. El problema con el grafeno es que no se puede producir todavía a gran escala. En el laboratorio sí, pero para poder pasar al próximo paso de implementarlo a nivel de consumo de la población general se necesita tener una técnica industrial y eso todavía no existe. Una de las propuestas es sintetizarlo a partir de óxido de grafeno, porque permite la entrada de agua, entre sus distintas capas, y entonces se separan para producirlos, y en principio con esa idea se podría producir a nivel industrial”, agregó.
Zypman apuntó que el óxido de grafeno se ha convertido en un material interesante, ya que sería como un precursor de grafeno, pero a su vez, puede ser un material de interés en sí.
“Lo que se llama óxido de grafeno viene de una manera muy heterogénea, cuando los químicos lo producen en realidad están produciendo distintos materiales y se utilizan técnicas de química estándar para poder analizar lo que produjeron, pero van a tener el mismo tipo de información, a pesar de que están produciendo materiales distintos. En ese caso se necesita tener información más detallada a nivel nanométrico para poder discriminar. En ese caso, los estudios a nivel de nanómetro son muy útiles”, afirmó.
Otra línea de investigación en la que ha estado trabajando Zypman, es en el origen de la fricción a nivel nanométrico. Dijo que este es un problema interesante, ya que todos estamos familiarizados con la fricción a nivel macro, como por ejemplo, el frotarnos las manos para calentarlas cuando hace frío. El experto agregó que las leyes de la fricción han existido por varios cientos de años , sin cambiarse, y con poca información sobre lo que pasa a nivel microscópico. Dijo que fue alrededor de 1950 cuando investigadores ingleses, comenzaron a analizar nuevamente este tema.
“Se propuso la idea de que había lo que se llaman ‘asperezas’, que vendrían a ser como contactos, que posiblemente fueran contactos químicos, como unas columnas muy chicas que se formaban y se rompían a medida que los dos cuerpos en contacto se frotaban uno contra el otro.
Ahora con la posibilidad de usar estos microscopios nanométricos, la gente volvió a sacar la pregunta de cómo funciona la fricción, si puedo entender la fricción a nivel nanómetro, voy a poder integrar ese concepto y llevarlo a nivel macro para poder entender de dónde salen esas leyes empíricas que conocemos”, remarcó.
Zypman agregó que hay una cantidad de grupos de científicos en todo el mundo que están trabajando en problemas similares, incluso se han encontrado resultados muy interesantes sobre lo que se denomina “superlubricidad”, dónde a nivel nanométrico puede haber superficies que no tienen fricción en absoluto.
“Hoy en día con las aplicaciones que se esperan que se proyectan a escala nano, de hacer nanomáquinas, en principio es interesante conocer las propiedades mecánicas de esos materiales, sin necesidad de tener que aplicarlos a nivel macro”, concluyó.
Texto: Alexandra Perrone
Entrevista: Gustavo Villa
