"El mundo 'nano' es tan grande como otro universo"

Hace dos a?os, un grupo de investigadores de la Universidad de Osaka, en Jap¨®n, fue capaz de escribir sobre una superficie el s¨ªmbolo qu¨ªmico Sn moviendo ¨¢tomos de forma individual durante nueve horas. Todo un hito, pues era la primera vez que se consegu¨ªa desplazar ¨¢tomos de forma lateral a temperatura ambiente con un microscopio de fuerzas at¨®micas (AFM, en sus siglas en ingl¨¦s). Recientemente, este mismo grupo, en el que trabaja desde 2002 el f¨ªsico espa?ol ?scar Custance (Madrid, 1972), volv¨ªa a sorprender con un logro que fue portada de la revista Nature, y en el que adem¨¢s participaba de manera decisiva la Universidad Aut¨®noma de Madrid (UAM): la identificaci¨®n qu¨ªmica de ¨¢tomos individuales en una superficie con el microscopio AFM. "Hasta ahora no se conoc¨ªa un m¨¦todo general y robusto que permitiera realizar esto; en las im¨¢genes obtenidas con estos equipos lo que se ve son protuberancias y bolitas que parecen todas iguales", detall¨® el investigador espa?ol, en un laboratorio de la UAM, de paso por Madrid. "Nosotros trabajamos en el extremo de la nanotecnolog¨ªa".

"Identificando y moviendo ¨¢tomos podemos mejorar los transistores"

"Me fui a Jap¨®n porque existen muy pocos microscopios as¨ª"

Pregunta. ?C¨®mo es el mundo de lo muy peque?o?

Respuesta. La escala en la que trabajamos es de un mil¨ªmetro dividido por un mill¨®n, pero hablamos de lo nano como si fuera algo corriente. En el mundo nano, al que tenemos acceso desde 1982 con el microscopio de efecto t¨²nel (STM), existen un mont¨®n de cosas por investigar y por averiguar. Es tan grande como otro universo.

P. ?C¨®mo funciona el microscopio de fuerzas at¨®micas con el que trabaja?

R. A m¨ª me gusta compararlo con una guitarra: tienes las cuerdas y cuando tocas tienes una vibraci¨®n, caracterizada por un sonido, que cambia si mueves los dedos sobre los trastes; nosotros estamos usando en lugar de una cuerda una micropalanca mec¨¢nica que vibra. La t¨¦cnica es tan sensible que permite detectar la interacci¨®n qu¨ªmica entre dos ¨¢tomos, que es algo muy, muy sutil.

P. ?Y c¨®mo se consigue identificar los ¨¢tomos, saber si es hierro o silicio?

R. La idea consiste en medir estas fuerzas del enlace qu¨ªmico entre dos ¨¢tomos. Si se cambia uno de los dos ¨¢tomos, el potencial de interacci¨®n va a cambiar entonces y va a dar otra fuerza diferente. De este modo, comparando estas dos fuerzas se puede discriminar entre ¨¢tomos.

P. ?Por qu¨¦ resulta tan importante identificar ¨¢tomos individuales?

R. Si se quieren estudiar reacciones qu¨ªmicas en superficie, por ejemplo, es importante saber la identidad de cada ¨¢tomo. Pongamos por caso unos transistores; como sabe, ¨¦stos est¨¢n dopados, tienen unas impurezas que son las que permiten que el semiconductor conduzca la corriente. Pues bien, si se manipulan estos dopantes como lo hicimos nosotros en el primer trabajo, se logra aumentar todav¨ªa m¨¢s la eficacia del dispositivo. La novedad ahora es que jugamos con otra variable, que es la composici¨®n qu¨ªmica de estos dopantes. No s¨®lo podemos colocarlos en determinadas posiciones, sino que tambi¨¦n podemos elegir si movemos un ¨¢tomo A u otro B. Esto permitir¨¢ modular mucho m¨¢s las propiedades de estos transistores y dar un paso m¨¢s all¨¢. Por lo menos en ciencia b¨¢sica.

P. ?Hasta d¨®nde se puede llegar con el microscopio de fuerzas at¨®micas?

R. Hoy en d¨ªa existen dos tendencias en los microscopios de proximidad, el STM y el AFM. El STM se ha desarrollado muy r¨¢pido porque t¨¦cnicamente es m¨¢s sencillo, pero ahora hemos alcanzado un nivel equiparable con el AFM y se ha predicho que podemos ir m¨¢s all¨¢. Todav¨ªa vamos a ver muchas cosas maravillosas en el mundo de lo nano a nivel at¨®mico. Adem¨¢s, hay otra rama del AFM que est¨¢ yendo hacia l¨ªquidos y el estudio de material biol¨®gico.

P. ?Por qu¨¦ decidi¨® marcharse a Jap¨®n?

R. Existen muy pocos microscopios de fuerzas at¨®micas de este tipo en el mundo y yo decid¨ª irme al laboratorio de Osaka porque es uno de los m¨¢s prometedores. Tres a?os antes de terminar la tesis ya me puse a aprender japon¨¦s.

P. ?C¨®mo es la investigaci¨®n all¨ª?

R. Es un poco diferente de los grupos europeos o norteamericanos. Los objetivos son ligeramente distintos: en algunos laboratorios de all¨ª todav¨ªa prima m¨¢s la cantidad de resultados que la calidad; algo que yo he intentado cambiar. Adem¨¢s, la cultura es muy diferente y eso influye en la manera de investigar. No destaca la personalidad, sino el grupo. Son muy humildes y la gente que est¨¢ al mismo nivel intenta no sobresalir, sino apoyar al que est¨¢ arriba, al catedr¨¢tico.

P. ?Fue muy dif¨ªcil adaptarse?

R. Yo creo que tuve suerte, pues entr¨¦ en un grupo en el que el catedr¨¢tico es muy amable. El laboratorio no est¨¢ jerarquizado. Conozco casos de otras personas que se han ido a investigar a Jap¨®n y no han podido adaptarse.

P. ?Y qu¨¦ les aporta a los japoneses del grupo un occidental?

R. He trabajado mucho con los estudiantes de doctorado intentando inculcarles una visi¨®n m¨¢s internacional de la ciencia: C¨®mo se escriben los art¨ªculos para las revistas internacionales, c¨®mo presentar los datos, c¨®mo planificar el experimento para llegar a un objetivo claro para la publicaci¨®n.