• Miércoles 24 de enero de 2018


Motor de vapor microscópico

Motor de vapor microscópico

La magia de la óptica aplicada

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El responsable y fundador del Laboratorio de Óptica Aplicada del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, Pedro A. Quinto Su, logró que una partícula esférica de entre una y tres micras de diámetro (más pequeña que un glóbulo rojo), suspendida en agua, funcione como un pistón que se mueve debido a pequeñas explosiones de vapor y a la acción de un rayo láser.

Haces de luz enfocados logran manipular esferas microscópicas suspendidas en agua, las cuales se desplazan por explosiones y fuerzas ópticas. Esta innovación es una estructura no perceptible a simple vista, pero tiene un funcionamiento semejante a un motor de vapor, que utiliza luz en lugar de combustible.

Es gracias a este trabajo que sabemos, hoy en día, que resulta posible producir movimiento utilizando el principio de expansión y contracción de los gases, a una escala pequeña. Las máquinas de vapor cambiaron nuestras vidas a finales del siglo XVII, comenzando la Revolución Industrial. El hecho de poder producir movimiento a partir de la combustión de carbón o leña fue la base para desarrollar los motores que utilizamos hoy en día. Actualmente se emplean para hacer girar turbinas que convierten el movimiento en la electricidad que usamos en nuestra vida cotidiana.

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El pequeño motor de Quinto Su está basado en el principio que comúnmente es utilizado para atrapar objetos microscópicos con luz: las pinzas ópticas. Con ellas se puede utilizar la luz para atraer objetos pequeños como células u organelos, hacia donde se enfoca un rayo láser, sostenerlos y luego desplazarlos hacia donde se desee. Para que una pinza óptica funcione adecuadamente, los objetos deben ser transparentes, es decir, que no absorban luz, para que la lleve hacia el láser y los mantiene quietos, es el cambio de dirección de la luz al atravesarlos.

El universitario emplea pequeñas esferas que son parcialmente opacas, así que absorben luz en pequeñas cantidades, incrementando su temperatura. Debido a esto, experimentan un calentamiento gradual conforme se acercan al foco, lo que calienta el agua que las rodea. Al acercarse al punto de mayor intensidad, la esfera está tan caliente que provoca la evaporación espontánea del líquido que está en contacto con su superficie, produciendo una micro explosión de vapor que empuja a la esfera lejos del foco hacia donde la temperatura es menor y donde el láser la atrae una vez más. Ésta comienza a acercarse de nuevo al lugar más intenso, se calienta y se repite el proceso.

Quinto Su mencionó que el procedimiento podría implementarse para interactuar con células, inyectarles moléculas o destruirlas, así como para otras aplicaciones donde se requiera generar movimiento a escalas microscópicas.

 

Fuente| DGCS UNAM

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