La nanotecnolog¨ªa se apresta a utilizar la luz que pasa por agujeros peque?os

En la segunda parte de sus aventuras, A trav¨¦s del espejo, Alicia le comenta a su gato: "?Imag¨ªnate que el espejo se ablandara hasta convertirse en una especie de gasa, de manera que pudi¨¦ramos franquearlo con toda facilidad!". Quienes piensen que Lewis Carroll padec¨ªa un exceso de imaginaci¨®n, sepan que al final no iba tan desencaminado. El f¨ªsico-qu¨ªmico Thomas Ebbesen (Oslo, 1954) descubri¨® en 1989 algo digno del mag¨ªn del escritor brit¨¢nico, aunque con m¨¢s aplicaciones pr¨¢cticas. Ilumin¨® una fina pel¨ªcula de oro en la que hab¨ªa practicado millones de agujeros microsc¨®picos. Midi¨® la luz que consegu¨ªa pasar a trav¨¦s de ellos y... la cantidad de luz que se encontr¨® al otro lado era entre cien y mil veces mayor que la que cabr¨ªa esperar. Cada agujero parec¨ªa aliarse con los dem¨¢s para hacer pasar mucha m¨¢s luz que si estuviera aislado.

Quienes piensen que Lewis Caroll padec¨ªa de un exceso de imaginaci¨®n, sepan que al final no iba tan desencaminado

En la escala de lo nano, la de los 'chips' y los componentes electr¨®nicos, la luz empieza a comportarse de manera caprichosa

El pionero Thomas Ebbesen afirma: "Lo primero que me anima a jugar con la luz es la belleza de c¨®mo interact¨²a con la materia"

Aquel descubrimiento se le antoj¨® a Ebbesen "un espejo m¨¢gico". Y lo explica: "Normalmente, en un espejo te ves a ti mismo. Pero en este caso, a determinadas longitudes de onda

[o lo que es lo mismo], iluminados por luz de ciertos colores, la luz atravesaba el metal y proyectaba la imagen al otro lado de la superficie". Dicho de otro modo, la luz consegu¨ªa atravesar el espejo.

"Nadie me cre¨ªa al principio. Y yo no ten¨ªa ninguna explicaci¨®n". En aquel entonces, Ebbesen trabajaba en nanotubos de carbono, otra aplicaci¨®n de la nanotecnolog¨ªa: "?Es que ni siquiera soy ¨®ptico!", afirma divertido. "Si eres cient¨ªfico, te debes a tu campo de estudio... Claro que yo he cambiado muchas veces de terreno". Le llev¨® nueve a?os tener una explicaci¨®n para el fen¨®meno, que se public¨® como art¨ªculo en la revista Nature en febrero de 1998. Con la ayuda de la teor¨ªa ¨®ptica, dio con la clave: "La luz atravesaba la l¨¢mina porque de hecho quedaba atrapada por los electrones de la superficie del metal, que la transportaban al otro lado y la liberaban all¨ª".

El fen¨®meno f¨ªsico que lo explica son los plasmones: fotones atra¨ªdos y atrapados por electrones libres. Los plasmones hacen que la luz resulte moldeable, algo dif¨ªcil de imaginar para los profanos: "Es cierto que la luz es un esp¨ªritu libre, pero haci¨¦ndola interactuar con electrones libres en el metal, se queda atrapada y consigues tener control sobre ella hasta cierto punto. Puedes lograr que cambie de direcci¨®n o incluso que gire en c¨ªrculo". El siguiente paso es construir cauces por los que hacerla correr a voluntad.

Ebbesen, ahora director del Laboratorio de Nanoestructuras de la Universidad Louis Pasteur de Estrasburgo, se ha reunido recientemente en Madrid con otros miembros del proyecto europeo PLEAS (acr¨®nimo ingl¨¦s de Fot¨®nica Desarrollada por Plasmones), que agrupa a su universidad con la Aut¨®noma de Madrid y la de Zaragoza, centros de investigaci¨®n de Alemania, Reino Unido y Suiza, y dos empresas del sector de la iluminaci¨®n y la tecnolog¨ªa de la informaci¨®n, Osram y Sagem.

Confinar la luz para usarla para transmitir informaci¨®n es cosa corriente en el caso de la fibra ¨®ptica. El volumen de informaci¨®n que la luz es capaz de transportar la hace bien apetecible a la industria. Pero en la escala de lo nano, la de los chips y los componentes electr¨®nicos, la luz empieza a comportarse de manera caprichosa: "Cuando la introduces en un tubo, si su tama?o es menor que el de la longitud de onda, comienzas a tener problemas. La luz no quiere estar ah¨ª, se siente inc¨®moda y escapa", explica el cient¨ªfico noruego. ?sta ha sido la mayor dificultad para desarrollar circuitos ¨®pticos, mucho m¨¢s r¨¢pidos, que sustituyan a los actuales electr¨®nicos.

La construcci¨®n de esos canales para la luz es labor del escultor m¨¢s minucioso, el que trabaja a escala microsc¨®pica, y empleando materiales met¨¢licos capaces de controlar el flujo de luz. Amigo de met¨¢foras, Ebbesen ilustra: "Es como si construy¨¦ramos valles microsc¨®picos para que fluya el agua por ellos". Unos valles y cauces con sus grutas. "S¨ª, tambi¨¦n dise?amos grutas microsc¨®picas", por las que la luz puede sumergirse.

Este car¨¢cter maleable de la luz ha llevado a algunos te¨®ricos a plantear incluso la invisibilidad. Si se consigue curvar un haz de luz que se dirija a un observador de modo que esquive un objeto que encuentre en el camino, el observador no ver¨ªa ese objeto, sino s¨®lo el haz de luz. Es decir: el objeto no existir¨ªa para ¨¦l. Ebbesen considera esta idea "conceptualmente interesante, pero es improbable que tenga ninguna aplicaci¨®n". "Aunque", insiste, "lo que hemos visto

ya es casi ciencia-ficci¨®n".

Lo cierto es que la plasm¨®nica ha abierto un nuevo campo de posibilidades tecnol¨®gicas, como demuestra el proyecto PLEAS. El objetivo es crear nuevos fotodetectores para todo tipo de aplicaciones, desde tel¨¦fonos m¨®viles hasta c¨¢maras m¨¢s sensibles y baratas. Tambi¨¦n aportan su grano de arena contra el calentamiento global, creando unos nuevos LED (diodos emisores de luz como los habituales en los sem¨¢foros modernos) m¨¢s eficientes y de menor consumo energ¨¦tico.

"Podemos lograr fotodetectores capaces de medir el tama?o de las mol¨¦culas, ver por ejemplo la membrana, una sola capa molecular, de una c¨¦lula", dice Ebbesen. Preguntado acerca de su mayor reto para los pr¨®ximos a?os, enmienda la cuesti¨®n: "M¨¢s que de retos, hablemos de sue?os".

Su sue?o, pues, es la construcci¨®n de un chip ¨®ptico tan peque?o que quepa entero s¨®lo en la zona de contacto de un chip electr¨®nico actual. El objetivo es optimizar la transferencia de informaci¨®n: "Actualmente, un chip tiene que convertir su se?al el¨¦ctrica en ¨®ptica, esta se?al viaja por fibra ¨®ptica de aqu¨ª al otro extremo del mundo, y el chip receptor tiene que traducir de nuevo esa se?al ¨®ptica a el¨¦ctrica". Unos chips totalmente ¨®pticos evitar¨ªan esas conversiones y ahorrar¨ªan tiempo.

Las aplicaciones de esta nueva tecnolog¨ªa trascienden la dom¨®tica y la inform¨¢tica. Se apunta a nuevas terapias contra el c¨¢ncer, por medio de dianas fotosensibles que viajar¨ªan por el flujo sangu¨ªneo y se fijar¨ªan sobre las c¨¦lulas malignas. Un haz de luz desde fuera lograr¨ªa destruirlas.

Ebbesen se encuentra en uno de los salones de un hotel madrile?o, iluminado por lucernarios. ?C¨®mo contempla uno de estos rayos de luz alguien que la conoce tan bien? "Ning¨²n cient¨ªfico es capaz de pensar en t¨¦rminos totalmente abstractos. Necesitamos hacernos una imagen. Y para m¨ª la luz tiene muchas facetas, cada d¨ªa aprendo cosas nuevas de ella, cada d¨ªa completo la imagen que tengo de la luz. Lo primero que me anima a jugar con ella es la belleza. La belleza est¨¦tica y la del modo que tiene de interactuar con la materia".