Laboratorio Nacional de Investigaciones en Nanociencias y Nanotecnología en el IPICYT, adentrándose en el mundo nanométrico
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Muchas de las investigaciones científicas que se desarrollan en la actualidad implican trabajos con partículas o especímenes de tamaños sumamente pequeños, que van desde 1 a 100 nanómetros (Un nanómetro [nm] es la milmillonésima parte de un metro). La nanociencia involucra la interacción entre varias áreas del conocimiento (química, física, biología, medicina, óptica, etc.) encaminadas a describir los fenómenos que ocurren a escala atómica, ya que muchas de las propiedades de los materiales cambian drásticamente a escala nanométrica.
Resulta sumamente importante para los investigadores comprobar cómo se modifican las propiedades de la materia al descender hasta ese mundo nanométrico, por lo que contar con instrumentos de análisis que permitan obtener dicha información es de gran valor para la comunidad científica. El Laboratorio Nacional de Investigaciones en Nanociencias y Nanotecnología-LINAN, es un laboratorio del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT) que cuenta con infraestructura altamente especializada para la caracterización de materiales a escalas nanométricas y micrométricas.
Cuenta con un gran potencial de:
• Dos microscopios electrónicos
de transmisión (TEM)
•Tres microscopios electrónicos
de barrido (SEM)
• Un microscopio de fuerza atómica (AFM)
• Un espectrómetro de electrones fotoemitidos por Rayos X (XPS)
•Dos difractómetros de Rayos X (XRD)
• Un espectrómetro de Florescencia
de Rayos X (FRX)
• Un espectrómetro Raman
• Dos sistemas de medición de propiedades físicas (PPMS)
•Un cromatógrafo de líquidos acoplado a espectrómetro de masas de alta resolución (LC/MS)
Estos equipos permiten obtener información muy detallada de diversos materiales como puede ser el tamaño de las partículas que los conforman, su textura superficial, rugosidad, composición química, morfología y momento magnético, entre otras.
Contar con estas técnicas de análisis para la caracterización de materiales ha permitido al LINAN brindar servicios de análisis de alta calidad tanto a la comunidad académica interna del IPICYT como a investigadores y estudiantes de numerosas Universidades, Centros de Investigación, así como a diversas empresas del sector industrial.
Los servicios de caracterización que otorga el LINAN son reconocidos en el ámbito nacional e internacional por su calidad y confiabilidad, y constan en numerosos artículos científicos indizados. El LINAN recibe anualmente del orden de 60 agradecimientos explícitos en artículos científicos, congresos nacionales e internacionales, tesis de licenciatura, de maestría y de doctorado. La infraestructura de este laboratorio ha sido parte fundamental para el desarrollo de muy diversos temas de tesis, tanto de los posgrados de las diferentes líneas de investigación del IPICYT como de universidades e institutos externos con quienes se tienen colaboraciones, como la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, la Universidad Nacional Autónoma de México, el Instituto Politécnico Nacional, por citar algunos ejemplos.
A continuación se muestran algunos resultados obtenidos con los equipos de este Laboratorio Nacional:
El LINAN forma parte de la vasta red de Laboratorios Nacionales creados y financiados por CONACYT y el apoyo financiero de sus servicios por parte de los tres órdenes de gobierno, federal, estatal y municipal, es de vital importancia. El funcionamiento continuo y adecuado de esta Red resulta indispensable para el desarrollo de gran parte de las investigaciones básicas y aplicadas que se realizan en México. Los hallazgos que se obtienen a través de estos Laboratorios son de gran impacto para la comunidad científica nacional y nos acercan a la independencia tecnológica que nuestro país tanto necesita.
Importancia de los estándares en la Nanotecnología
Las normas o estándares los utilizamos todos los días. En la ciencia actual, tenemos el Sistema Internacional (SI) de unidades, que comprende siete unidades fundamentales para medir cantidades de masa (kilogramo; kg), longitud (metro; m), tiempo (segundo; s), corriente eléctrica (ampere; A), temperatura (kelvin; K), cantidad de materia (mol; mol) e intensidad luminosa (candela, cd). Pero, ¿por qué es importante manejar estándares y normas al hacer una medición, y en particular en la nanotecnología?
Recordemos que en la nanotecnología ocurren fenómenos únicos donde concurren diversas ciencias, ingenierías y tecnologías a nanoescala, e implica la obtención de imágenes, la medición, el modelado y la manipulación de la materia a esta escala de longitud, y como resultado de estos procesos actualmente tenemos aplicaciones de base nanotecnológica en prácticamente todos los ámbitos de la vida humana.
Conforme se avanza de manera acelerada en los procesos de fabricación y aplicaciones de nanomateriales, surge una lista creciente de necesidades de los actores involucrados; a saber, los científicos y la academia que son parte toral de la investigación y los desarrollos, los gobiernos y los inversores privados para la manufactura, comercialización y regulación económica, así como diversos sectores de la sociedad que reciben en forma de aplicaciones estos desarrollos. Aspectos fundamentales en esta relación emergente de la nanotecnología entre academia-industria-gobierno-sociedad son el consensar una nomenclatura y terminología consistentes y aceptadas a nivel mundial, especificaciones y pruebas necesarias para respaldar las mediciones y caracterizaciones a nanoescala; los métodos para evaluar el cómo los nanomateriales pueden afectar la salud y la seguridad humanas, el medio ambiente, así como formas alternas de energía, entre varios otros aspectos.
En México existe el Comité Técnico de Normalización Nacional en Nanotecnologías (CTNNN) y define su marco de actuación de acuerdo a las disposiciones emitidas por la Secretaría de Economía (SE), y se conforma por un grupo de expertos en instituciones (el IPICYT entre ellas) y organizaciones que representan diversos sectores del país, tanto académicos y científicos, como económicos, comerciales, y sociales. Este Comité propone a la Secretaría de Economía el elaborar, revisar, modificar, cancelar y aprobar estándares mexicanos (identificados por el prefijo NMX) para los productos, equipos, métodos de prueba, aspectos de salud y prácticas ambientales en materia de nanotecnologías.
Citando a este Comité Técnico: “Como tecnología emergente, el aprovechamiento cabal de las nanotecnologías demanda un conjunto de acuerdos para facilitar la comunicación efectiva entre los interesados que incluya una terminología, métodos de prueba y de caracterización reproducibles que permitan la comparabilidad de sus resultados, y consideraciones sobre la preservación de la salud humana y el ambiente.” [Ref. 1]. He aquí entonces una de las razones principales de la importancia de normar o establecer estándares en la nanotecnología, i.e., por las aplicaciones prácticas de la misma, pues para lograr esto, necesitamos certeza en las mediciones y la reproducibilidad de los resultados, así como en el lenguaje o terminología que utilizamos.
Actualmente, ¿Cuáles estándares mexicanos sobre nanotecnologías están disponibles en México?
Las siguientes normas han sido emitidas para la regulación de materiales nanoestructurados y aspectos de salud, seguridad y medio ambiente; propiedades de los materiales; y procedimientos de prueba, medición y caracterización.
Terminología:
• NMX-R-80004-1-SCFI-2020 (P1: Conceptos básicos); NMX-R-80004-2-SCFI-2020 y NMX-R-80004-3-SCFI-2020 (P2 y P3: Sistemas a base de carbono); NMX-R-80004-4-SCFI-2020 (P4: Materiales nanoestructurados diversos); NMX-R-80004-5-SCFI-2019 (P5: Interfaz bio-nano); NMX-R-80004-6-SCFI-2020 (P6: Caracterización)
Caracterización:
• NMX-R-10798-SCFI-2016 (SWCNTs por SEM, EDS y DRX), NMX-R-10867-SCFI-2014 (EFL-IRC), NMX-R-10868-SCFI-2017 (UV-VIS-IR), NMX-R-10929-SCFI-2014 (MWCNTs); NMX-R-11937-SCFI (NPs TiO2); NMX-R-21363-SCFI:2019 (Determinación y distribución de tamaño de partícula por HR-TEM); NMX-R-18196-SCFI-2017 (Matriz de métodos de medida); NMX-R-J-62622-SCFI-ANCE-2020 (Parámetros de calidad dimensional de rejillas artificiales)
Gestión de riesgo ocupacional:
• NMX-R-12901-1-SCFI-2020 (Principios y enfoques);
NMX-R-12901-2-SCFI-2016 (Control); NMX-R-13121-SCFI
(Evaluación de riesgos); NMX-R-13830-SCFI-2020
(etiquetado de nanomateriales)
Nano-Toxicología:
• NMX-R-16197-SCFI-2018 (Compendio y descripción de métodos toxicológicos); NMX-R-20660-SCFI-2018 (NP de Ag antibacteriales)
Nota: Estos documentos pueden descargarse ingresando como texto una parte significativa del título, o la clave de la norma en Búsqueda Avanzada, en el sitio: https://www.sinec.gob.mx/SINEC/Vista/Normalizacion/BusquedaNormas.xhtml
[1.] Las Normas Para Las Nanotecnologías En México. Comité Técnico de Normalización Nacional en Nanotecnologías y Comité de Normalización Internacional Espejo del ISO TC 229 Nanotechnologies. México, diciembre 2020.
Autores: La Dra. Gladis Judith Labrada Delgado es Coordinadora del LINAN. Correo: gladis.labrada@ipicyt.edu.mx; el Dr. José Luis Rodríguez López es Profesor Investigador de la División de Materiales Avanzados, su correo es: jlrdz@ipicyt.edu.mx
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