Micromanipulación de la luz en la UNAM
Por Sandra Vázquez Quiroz –
El Laboratorio Universitario de Micromanipulación Óptica está entre los mejor equipados del país para avanzar en el control de las propiedades, composición y dinámica de micropartículas por medio de la luz.
A inicios de la década de 1970, el científico estadounidense Arthur Ashkin experimentó nuevas formas de ejercer presión sobre objetos a escala nano empleando la luz. Empujó pequeñas esferas de látex a través de agua con un rayo láser, descubriendo que estos objetos se desplazaban fuera del camino trazado, lo que permitía su captura. Ashkin logró atrapar una partícula utilizando dos haces de luz que se propagaban en direcciones opuestas, consiguiendo que la presión se equilibrara en algún punto. Así nació la manipulación de la materia con luz.
Desde entonces, la física de propagación de la luz y de las fuerzas de origen óptico se practica en algunos laboratorios del mundo, donde se utilizan métodos teóricos y experimentales. La micromanipulación es una actividad prometedora de la óptica que permite avanzar en el control de partículas microscópicas y en el estudio de sus propiedades, composición y dinámica .
Ver. http://labunam.unam.mx/micrositio/LUMO/
Esta área de la física abre el camino al desarrollo de sistemas fotónicos integrados, lo que puede complementar y/o remplazar en el futuro el uso de los sistemas micro-electro- mecánicos, y que en la década de los 50 se logró con el desarrollo de los circuitos integrados.
Las doctoras Karen Volke Sepúlveda y Rocío Jáuregui Renaud iniciaron en 2004 el Laboratorio Universitario de Micromanipulación Óptica (LUMO) en el Instituto de Física de la UNAM, un espacio que aporta avances no solo a la física sino también a otras áreas de la ciencia. Por ejemplo, algunas técnicas de micromanipulación óptica han permitido caracterizar propiedades mecánicas de sistemas biológicos, como la elasticidad de células y ha permitido abrir nuevas oportunidades de investigación en la biotecnología, la biofísica, la bioquímica y la medicina. Las aplicaciones de la óptica impactan en el uso tecnológico, pues participan en el desarrollo de dispositivos de uso cotidiano y en herramientas para otras disciplinas.
La Dra. Karen Volke explicó que en el LUMO se estudia la interacción de campos ópticos y acústicos con sistemas materiales y se desarrollan dispositivos con aplicaciones multidisciplinarias. Desde su instauración, ha participado en proyectos conjuntos con las universidades de St. Andrews, de Escocia, y de Calabria, en Italia, además del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, el Instituto de Instrumentos Científicos de la República Checa, el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica y el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, entre otras entidades.
Entre las misiones de este laboratorio se encuentra efectuar investigación de frontera, tanto básica como aplicada, en temas que involucren la óptica, su micromanipulación y la relación con otras disciplinas. Forma recursos humanos capaces de realizar micromanipulación óptica y vislumbrar su relación con otras ciencias. El LUMO es un espacio de docencia e investigación e implementa actividades de divulgación dentro del Instituto de Física.
Este laboratorio universitario trabaja para hacer investigación competitiva a nivel internacional, combinándola con la docencia; asimismo, indaga en la física de propagación de la luz y las fuerzas de origen óptico mediante métodos teóricos (analítico-numéricos) y experimentales. Sus
líneas de investigación incluyen el estudio de haces de luz estructurados, con la micromanipulación óptica y de propiedades ópticas no lineales de nanosuspensiones.
Si deseas conocer más a fondo sobre la luz y su manipulación a nivel micro puedes consultar las siguientes publicaciones:
http://scifunam.fisica.unam.mx/mir/copit/TS0011ES/Volke.pdf
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/32/html/sec_5.html
Infraestructura del LUMO
- El LUMO cuenta con un láser V6 Coherent, láser verde de 6 watts de potencia.
- Láser V5 Coherent, láser verde de 5 watts de potencia.
- Modulador espacial de luz Hamamatsu.
- Pantalla de cristal líquido que modula la fase de la luz que puede controlarse desde una PC.
- Los materiales usados son de diversos tamaños, desde decenas de nanómetros hasta decenas de micras.
- Se utilizan materiales dieléctricos (no conductores) como plásticos (poliestireno), vidrios (borosilicato); también se trabaja con partículas metálicas.
- La geometría de las partículas usadas es esférica, pero se pueden incorporar otras formas.
