Revista Nature publica artículo de metodologías de síntesis de nanopartículas realizado por investigadores de Universidad SEK

Una década de investigación fue el tiempo que le tomó a Mabel Moreno, doctora en Física de Nanoestructuras y Materiales Avanzados de la universidad del País Vasco (España), conseguir uno de los hitos más importantes de su carrera. Recientemente la publicación Scientific Reports, revista de la familia Nature Research, una de las más importantes a nivel mundial, publicó tras más de dos años de postulación los resultados de la investigación “Nucleación de ZnO en nanotubos de trititanato mediante técnicas de ALD, una nueva forma de funcionalizar óxidos metálicos laminares”, trabajo liderado por Mabel y en el cual participaron científicos de Universidad SEK y de otras instituciones del mundo.

El artículo explora el potencial de las técnicas de deposición de capa atómica (ALD) para desarrollar nuevos compuestos semiconductores de óxidos metálicos conducentes a dispositivos médicos inteligentes. “Específicamente, investigamos la funcionalización de nanotubos de trititanato de paredes múltiples con óxido de zinc empleando dos enfoques diferentes de ALD: metalación en fase de vapor (VPM) usando dietilzinc como un precursor único de ALD, y la otra es infiltración en fase de vapor por impulsos múltiples (MPI) usando DEZ y agua como precursores. Cabe destacar que la técnica de deposición de capas atómicas (ALD) es la técnica más avanzada a nivel mundial en la manipulación de la materia a escala atómica y yo realicé mi tesis doctoral en dicha disciplina”, explica Mabel Moreno.

Desde su residencia en Alemania conversamos con la investigadora del Instituto de Investigación Interdisciplinar en Ciencias Biomédicas SEK (I3CBSEK), quien también es colaboradora del Instituto Max Planck (Alemania), acerca de este reciente reconocimiento de la comunidad científica mundial, que sin duda impulsará su carrera y la de su equipo investigador.  

¿Cuánto tiempo les tomó realizar la investigación publicada?

Alrededor de diez años. Partimos con unos ensayos preliminares en el Instituto Max Planck de Física de la Microestructura el año 2011 mediante una colaboración entre Luis Velásquez Cumplido, actual profesor titular de la Universidad USEK y Director del I3CBSEK; Guillermo González Morga, profesor de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile; y el departamento Experimental II de dicho Instituto.

¿Cuánto demoró entrar a Scientific Reports con estos resultados?

Dos años y dos meses. El procedimiento general es el siguiente: primero uno realiza el envío del manuscrito a la editorial, quién se encarga de revisar el formato (texto, figuras, tablas y referencias). Si no está bien, el manuscrito es regresado al correspondiente autor para reformatear dicho documento. Si está en el formato correcto, se envía al editor, quién decide si este contribuye (de manera relevante) al conocimiento científico y si este tiene un impacto en el futuro de la disciplina científica seleccionada. Si es así, el manuscrito es derivado a tres árbitros expertos en la materia, quienes dan su veredicto de rechazo o aceptación. Este último puede ser con o sin correcciones. En nuestro caso, debido a que la investigación presentada está a la vanguardia, tuvimos tres rondas de correcciones, cada una de ellas con solicitudes de análisis o experimentos adicionales y la respectiva complementación del texto del artículo. Lo anterior fue muy difícil de realizar, debido a las condiciones actuales, tanto nacionales como internacionales de la pandemia.

¿Qué rol cumplieron los investigadores del I3CBSEK en esta investigación?

Luis Velásquez ha sido un pilar intelectual y económico importante en el desarrollo de mi carrera profesional y por ende en esta investigación. Paula Solar y Sindy Devis, profesores titulares e investigadores del Instituto I3CBSEK, estuvieron a cargo de las mediciones fotocatalíticas de los materiales reportados en el artículo.

¿El trabajo realizado por el equipo investigador fue desarrollado en diferentes centros y lugares del mundo?

Sí, para armar el artículo se requirió realizar experimentos y caracterizaciones de los materiales sintetizados en diferentes instituciones chilenas y extranjeras. En general, las investigaciones en el campo de la técnica de deposición de capas atómicas (ALD) son multidisciplinarias y siempre demanda una gran cantidad de experimentos y análisis científicos, lo cual aumenta la complejidad de la tarea de reporte, pero a su vez enriquece la contribución final del artículo científico.

¿A qué centros de investigación pertenecen los investigadores externos a nuestra Universidad?

De Centros de Investigación Nacionales son Guillermo González de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile; y Eglantina Benavente Espinosa y Caterina Salgado del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias Naturales, Matemática y Medio Ambiente de la UTEM.

De los Centros de Investigación Internacionales participaron Miryam Arredondo de la Universidad de Queen (Belfast-Irlanda); Quentin M. Ramasse de la Universidad de Leeds y del Laboratorio SuperSTEM en Inglaterra; Matthew McLaren de la Universidad de Exeter en Inglaterra; y Philine Stötzner y Stefan Förster de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg en Alemania.

¿Qué significa esta publicación para el avance científico en la materia tratada?

La aprobación de nuestro artículo en la revista Nature revela primero el desarrollo de un trabajo multidisciplinario internacional, el cual venimos gestando con el profesor Luis Velásquez desde hace muchos años con las Universidades de Queen (Belfast-Irlanda), de Leeds y Exeter de Inglaterra, Martin Luther de Halle-Wittenberg Alemania, el Laboratorio SuperSTEM de Inglaterra y el Instituto Max Planck de Alemania, entre otros. Segundo, significa que el nivel de investigación que se realiza en el instituto I3CBSEK de Universidad SEK es el más alto del país. Y tercero, demuestra la excelencia de nuestro trabajo investigativo, lo cual nos permite decir que estamos en la frontera del conocimiento tanto nacional como internacional.

Cómo investigadora, ¿qué siente con este importante logro que será un aporte para el avance de la ciencia a nivel mundial?

Las metodologías de síntesis de nanopartículas que nosotros reportamos, utilizando diferentes técnicas de ALD (MPI y VPM), proponen una nueva ruta de síntesis de materiales (dispositivos, moléculas, fármacos, etc.) libre de solventes, a baja temperatura y en tiempos de producción reducidos, ya que en un par de minutos se obtiene un producto que en fase líquida toma horas de producción, lo que se traduce como una vía de síntesis amigable con el medio ambiente ya que es libre de residuos industriales líquidos.

La revista Scientific Reports es uno de los boletines científicos más importante del mundo, por ende, me siento muy privilegiada y agradecida. La lista de agradecimiento es bastante extensa después de diez años de investigación. De forma resumida, primero quiero agradecer a mi entorno personal y espiritual, quienes me han dado la fortaleza y la perseverancia necesaria para llevar a cabo dicha tarea. Luego a mis directores de tesis doctoral profesora Clivia Sotomayor del Instituto ICN2-Barcelona, España y al profesor Guillermo González de la Universidad de Chile, quienes apoyaron mi tesis titulada “ALD processes for the development of hybrid nanodevices-like nanostructures”, lo cual me permitió obtener el grado de doctor en Física de Nanoestructuras y Materiales Avanzados en la Universidad del País Vasco, España, en el año 2017, que fue la base para la formación de este artículo. Y por último a la Universidad SEK, que, en conjunto con mis colaboradores nacionales e internacionales distribuidos en diferentes instituciones científicas, me dio el último impulso para lograr el objetivo final publicar en la revista Scientific Reports.

El artículo ya se encuentra publicado y disponible en inglés para ser consultado en Scientific Reports, accediendo desde el siguiente enlace: https://www.nature.com/articles/s41598-021-86722-0