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La labor del Cedenna: soluciones a escala “nano” made in Chile

Lo más destacado del trabajo del centro de investigación en nanociencia y nanotecnología.

Por: Pablo Aburto H.

Publicado: Lunes 6 de agosto de 2018 a las 04:00 hrs.

Relevante, como otra oportunidad de desarrollo para Chile, se alza la labor del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (Cedenna), el epicentro de investigación y formación científica del país que trabaja a escala nano -en dimensiones de millonésimas de milímetros-.

Nacido en 2009, este polo de innovación albergado en la Universidad de Santiago, está integrado por un equipo multidisciplinario de científicos de diferentes ramas de la ciencia como física, química, biología e ingeniería y su labor es crear soluciones tangibles a problemas que aquejan al país.

Según explica Ricardo Ramírez, director alterno del Cedenna, diversas áreas se han visto beneficiadas por la nanociencia y la naotecnologíoa, lo que se ha traducido en una industria que impacta en la economía global con cerca de US$ 1,7 trillones.

“Nuestro país, concentrado en la exportación de materias primas, tiene una oportunidad para impulsar a la nanotecnología como área estratégica que ayude al crecimiento económico”, asegura Ramírez.

Según el investigador, las naciones vecinas han puesto a la nanotecnología como prioridad científica. Sin embargo, sus economías se encuentran alicaídas esperando el momento de despegar. “Nuestro caso ofrece un escenario más amable y oportuno para priorizar el desarrollo científico como puente a un mejor futuro productivo. Se hace necesario mirar a la ciencia y la tecnología como áreas de inversión para la proyección a 20 o 30 años”, proyecta.

El centro cuenta con 27 solucitudes de patentes a nivel nacional e internacional, y vínculos científicos con más de 60 instituciones y centros de investigación internacionales.

A continuación, lo más destacado de su trabajo.

Filtro solar y bactericida en base a plantas

Uno de los principales desarrollos del Cedenna es un bactericida en base a extractos de plantas cultivadas in vitro, que puede ser aplicado a material orgánico o superficies, eliminando por completo las bacterias y disminuyendo el olor de la descomposición. Está especialmente indicado para su aplicación en alimentos de consumo humano pues su base es 100% natural, sin aditivos ni preservantes. El otro desarrollo es un filtro solar para la piel fabricado con plantas traídas directamente desde la Antártida, que incorpora en sus nanopartículas los principios activos del clavel antártico cuyas moléculas son altamente resistentes a la radiación solar y tienen efecto antioxidante. La producción in vitro tiene la ventaja de no provocar impacto en el ambiente, mantener a las especies lejos de fuentes contaminantes y otorgar condiciones idóneas de laboratorio para cultivar plantas todo el año.

Sensor que detecta la listeria en 30 minutos

La listeria es una bacteria bastante común que crece en bajas concentraciones de oxígeno y tiene la capacidad de sobrevivir en alimentos, plantas e incluso a bajas temperaturas en refrigeradores por largos periodos de tiempo. Al ser ingerida, en casos graves, puede comprometer órganos como el cerebro, membranas de la médula espinal o incluso causar la muerte. Es una amenaza para la industria alimentaria, especialmente para los subproductos y lácteos. De ahí que científicos del Centro de Nanotecnología desarrollaran un sensor magneto-resistivo que reconoce la presencia de esta bacteria en menos de 30 minutos.
A diferencia de los sensores que actualmente se utilizan para detectarla, la ventaja es que sus resultados se entregan sin tener que replicar fragmentos de ADN llevando muestras al laboratorio.

Computación neuromórfica

Una de las alternativas para disminuir el alto costo energético de los actuales equipos computacionales se basa en el diseño de dispositivos inspirados en el funcionamiento del cerebro humano, también denominados bioinspirados o neuromórficos. En esta temática un grupo de investigadores del Cedenna trabajan en el proyecto Neuromorphics Inspired Science, financiado en conjunto por el centro de nanotecnología y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
Los investigadores estudian nanoimanes sometidos a corrientes eléctricas y campos magnéticos para comprender la forma en que los imanes se coordinan y sincronizan, pudiendo ser utilizados como análogos de neuronas y/o sus puentes de comunicación, es decir, la sinapsis.
A fines del mes pasado una delegación de las Fuerzas Armadas de EEUU visitaron los laboratorios del centro para ver in situ los avances de este proyecto.

Material "antifouling" con nanopartículas

En general, todos las superficies expuestas al agua sufren el fenómeno de biofouling o incrustamiento de material marino que crece adherido. El biofouling genera anualmente billones de dólares en pérdidas en diversas actividades, como la acuicultura y las empresas navieras, debido a los costos de mantención y limpieza, con pérdidas en la producción (bajo crecimiento/calidad reducida) ya que su vida útil es baja. Al estar sumergido en agua se oxida rápidamente.
Se estima que el costo de mantención anual por fouling en empresas que utilizan intercambiadores de calor enfriados por agua de mar es de más de US$ 15 billones al año.
El material antifouling desarrollado por Cedenna considera el uso de nanopartículas de cobre, lo que implica un resultado de efecto más prolongado en la superficie en contacto con el agua (tres veces más que la mejor pintura disponible en mercado), y una reducción al 10% del material usado comúnmente, con el consiguiente beneficio medioambiental.

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