Viviendo en el mundo de lo pequeño

Conversamos con Luis Foa Torres, físico de la Famaf, que regresó del exterior para reincorporarse a la Casa de Trejo. Estudia las características y propiedades de nanomateriales, especialmente aquellos compuestos de carbono como los nanotubos y el grafeno. Estuvo en Italia, Francia y en Alemania desde 2004 hasta fines de 2009. 

Luis Fóa Torres, científico repatriado

Acaba de cumplir sólo 33 años, y aparenta algunos menos. Luis Foa Torres volvió hace menos de dos años a la UNC. Trabajó en distintos centros de investigación tecnológica de Europa, pasando de estar en Italia a Francia y luego a Alemania antes de volver a la UNC. Recibe con gran predisposición cualquier contacto con los medios. Hace algunas semanas publicó junto a Hernan Calvo y Horacio Pastawski, un trabajo de gran impacto. Se trata de un experimento realizado en computadora en dónde lograron, mediante la iluminación con láser, frenar el tránsito de electrones en el grafeno, el material descubierto hace siete años que hoy es muy estudiado en todo el mundo.

“El grafeno- explica- es un material muy bueno, pero tiene un problema grave: se comporta siempre como conductor, lo que hace que no se pueda parar la electricidad. Es decir, no los podes 'apagar', que es lo que te permite codificar la información”. El equipo de físicos experimentales de la UNC realizó simulaciones atomísticas de la respuesta eléctrica: “Hicimos las primeras simulaciones de esto y encontramos que haciendo una sintonía muy fina de parámetros se logra apagar al grafeno, lo que permitiría ver efectos observables”, añade.

La luz opera, entonces, como una especie de interruptor “optoelectrónico”: se ilumina con luz la muestra de grafeno y este modifica sus propiedades eléctricas. Es una simulación que ofrece una serie de predicciones. Ahora falta lo más difícil: realizar el experimento en la realidad, mediante sofisticados y costosos aparatos. (Ver nota sobre el proyecto aquí)

Foa Torres realizó sus primeros años de física en Tucumán, “donde había mucho contacto con las ingenierías”, cuenta. Pasó por el Instituto Balseiro, luego recayó en la Famaf. “En el 2000 inicié mi doctorado en pleno debacle económico”, recuerda el físico. “Fue un año tremendo, hubo una sola beca para del Conicet en la Famaf . Mucha gente capacitada se quedó sin chances. Yo tuve la suerte de entrar al sistema y además obtuve un cargo para dar clases en la Faculta de Ciencias Químicas y en la Famaf”, recuerda.

Luis Fóa Torres, científico repatriado

¿Cómo llegaste al estudio de los materiales?

Realice mi tesis con Horacio (Pastawski), y lo que veíamos en esos años era el “caos cuántico”, intentando entender esos procesos. Pero yo tenía mi cabeza para el lado de los dispositivos a escala nano, dispositivos eléctricos con propiedades cuánticas. Una de las cosas que realizamos fue un láser de sonido, un dispositivo que logra emitir luz pero con sonido, con fonones (los equivalentes a fotones en luz).

¿Qué ventajas tendría el láser de sonido?

Todavía no están claras, pero se lo puede utilizar para hacer imágenes. La ventaja con el sonido es que se tienen longitudes de onda muy chicas, con energías muy bajas, entonces no destruís el material con el cual entra en contacto. Pero aún son ideas potenciales, esto lleva un proceso. Con el láser de luz ocurrió algo similar: Einstein lo predijo teóricamente a comienzos del siglo XX y recién en 1950 se hizo el primer experimento. También se creyó que no iba servir para nada, y hoy toda la optoelectrónica que usamos (lectores de CD, DVD, de códigos de barra, etc.) funciona con un láser.

¿De dónde venía tu interés por los nanomateriales?

Es una cuestión de afinidad. Hoy en día las posibilidades que se tienen de diseñar y estructurar un material son muy grandes. Hay un grado de control muy alto y esto es lo que pasa con los nanomateriales, que se los estructura desde una escala muy chica.

En 2004 terminaste tu doctorado, y decidiste irte al exterior…

Sí, viaje a Trieste (Italia) donde hay un centro de Física Teórica y allí comencé mi postdoctorado. Me ayudó mucho, porque a mí me interesaba armar mi propia línea de investigación y cuando te vas afuera eso se torna muy difícil. Me dieron muchas posibilidades. Al año me fui a Francia, a la ciudad de Grenoble. Trabajé en un centro tecnológico similar a la CONEA (Comisión Nacional de Energía Atómica). Allí encaré de lleno el estudio de materiales, especialmente con carbono y materiales basados en carbono como nanotubos y grafeno. Los nanotubos son esencialmente lo mismo que el grafeno pero doblados, formando tubos. Están ambos conformados por átomos de carbono, pero tienen propiedades muy diferentes.

¿Qué tipo de desarrollos hacías en Francia?

Cuando llegué a Francia el grueso de la actividad estaba en nanotubos, luego se comenzó a trabajar con el grafeno. Armábamos interconexiones con nanotubos en lugar del cobre. Los chips de las computadoras están plagados de conexiones hechas con cobre. Pero más de la mitad de la potencia se disipa entre estos cablecitos, es energía que se pierde irreversiblemente, porque atraviesan pistas que son cada vez más pequeñas, de uno 40 nanómetros. Entonces el cobre deja de ser un buen metal ya que los electrones no se mueven fácilmente, tienen muchas deflexiones. Ahí es cuando entra a jugar la física cuántica, en las escalas más pequeñas, y se lo reemplaza por otro material, como los nanotubos.

El mundo de lo pequeño…

Exactamente. Introducíamos nanotubos (que poseen un diámetro de unos pocos nanómetros), estructuras huecas formadas por múltiples paredes como una “cebolla”, y que pueden conducir electricidad eficientemente. Mucho mejor que el cobre. Mi trabajo era en parte explicar los mecanismos a través de los cuales el carbono puede hacer esto.

¿Por qué decidiste irte a Alemania?

Creo que no quería ser uno más dentro de toda esa estructura. En Alemania gané mucha experiencia.

 Vuelta a la UNC

 Foa Torres decide volver de Alemania a fines de 2009. “Allá se vivía bien”, recuerda. “Me ofrecieron la posibilidad a través de estos nuevos programas de repatriación que se habían abierto, que ayudaron mucho. Sino hubiera tenido que haber peleado mucho más”.

En 2009 la situación del país era otra. ¿Te costó tomar la decisión?

- Siempre me tiraba volver, pero tenía dudas. No sabía si podría vivir con lo que ganaba acá. Ahora realmente todo está mucho mejor. Cuando me fui la situación era difícil. Había que sobrevivir los últimos diez días del mes. Y ahora la verdad se está mucho mejor y el espíritu es distinto. En 2001 y 2002 se veía todo muy gris. Ya había pasado de visita por acá en 2006 y se comenzaba a ver un mejor ambiente. Ahora ves a mucha gente joven, muchos chicos. Y mucha gente que volvió con nuevas ideas.

¿Qué diferencias notaste entre en hacer ciencia aquí y en Europa?

- La principal diferencia es que los investigadores allá tienen una formación más focalizada. Una experiencia más restringida, la especialización es más amplia. Acá la formación es más abarcadora. Es una ventaja nuestra, pero también puede ser un problema si no encontrás un foco, un campo específico en el cual trabajar. Pero, por lo menos en mi área, el haberme radicado allá me hubiera requerido más tiempo para conseguir el grado de libertad que tengo aquí. Es una gran ventaja. Por otro lado está el tema de a quién le dejas tu trabajo. En Europa te trasladas mucho de instituciones, de un lado a otro. Normalmente el sistema te lleva a eso. Queda mucho trabajo disperso en el camino. Aquí siento que mi trabajo está quedando en un lugar con cual tengo una relación de pertenencia diferente.

Tu área de investigación está entre lo básico y lo aplicado, ¿cómo planifican las líneas de investigación en el mediano y largo plazo?

- La estrategia es poner las energías en la investigación que tenga un sector tecnológico más fuerte. Una idea de aplicación más fuerte. Lo que involucra muchas cosas, no es sólo transmitir conocimiento a los jóvenes para que se inicien en un estado más desarrollado sino también buscar hacer experimentos, tener equipamientos. La idea de fondo es esa. Desarrollar investigaciones con un fondo más aplicado.

Como son el caso de las investigaciones sobre el grafeno…

-Claro, es un material fabuloso. Es el más resistente conocido hasta ahora, por supestructura compuesta de enlaces covalentes entre los átomos. Casi no se lo puede mover. Además conduce la electricidad y especialmente el calor, de manera excepcional. Posee características de altas energías, que por alguna curiosidad de la naturaleza son expresadas en el grafeno. Lo que resulta que muchas características de física de altas energías (que requieren grandes equipamientos y presupuesto) la podes ver en un simple experimento con este material.

A pesar que tiene el espesor de un átomo…

-Sí, es increíble. Un material ultradelgado, de un millón de veces más fino que una hoja de papel. Es prácticamente transparente, pero no del todo. Una capa de grafeno puede absorber un poco de luz, y es ahí cuando lo podes "ver" con un microscopio óptico sencillo. Podes tener un material de escala nano, de repente, a bajo costo. Las aplicaciones, por todo esto, son infinitas.
 

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