El investigador de la Universidad de Salamanca José Manuel Caridad, miembro del Departamente de Física Aplicada y del Grupo de Investigación Reconocido de Nanotecnología Usal-Nanolab ha obtenido 1,8 millones de euros en la convocatoria 'ERC Starting Grants 2021', impulsada por el Consejo Europeo de Investigación, para el estudio de las propiedades eléctricas y ópticas de nuevos sistemas cuánticos quirales.

Según ha explicado el investigador, quien presentó el proyecto 'Chirotronics' junto al vicerrector de Investigación y Transferencia, José Miguel Mateos, su iniciativa persigue "avanzar en el conocimiento y control de las respuestas quirales en nanomateriales emergentes", así como "evaluar su potencial tecnológico".

Dicho proyecto, que tendrá una duración de cinco años, permitirá la creación de un nuevo laboratorio puntero en la medida de propiedades electrodinámicas de nanomateriales y sistemas cuánticos a diversas frecuencias, a muy bajas temperaturas, según los datos ofrecidos por Caridad, desde los 273,1 grados centígrados negativos hasta la temperatura ambiente, y en presencia un campo magnético externo orientado en cualquier dirección espacial. El laboratorio se implantará con una inversión de unos 700.000 euros y estará ubicado en el Edificio Multiusos I+D+I de la Usal.

Por otro lado, según explicó el investigador, la iniciativa 'Chirotronics' posibilitará, además, colaborar y crear sinergias con grupos de investigación internacionales reconocidos en los campos de la electrodinámica de nanomateriales. En concreto, con el Trinity College de Dublin, en Irlanda, y con el International Iberian Nanotechnology Laboratory de Braga, en Portugal.

Si bien José Manuel Caridad, investigador principal e impulsor de la iniciativa es el primer contratado para la realización del proyecto, para el desarrollo del mismo también se prevé la contratación de tres estudiantes de doctorado y un investigador postdoctoral, con lo que permitirá la creación de empleo en el campo de la investigación tecnológica en el ámbito universitario.

LA QUIRALIDAD

"Al igual que ocurre con nuestras manos, algunos materiales o estructuras pueden existir en dos formas diferenciadas, imágenes especulares una de la otra que no pueden superponerse", explicó el investigador. Conocidos como materiales quirales, son sistemas intrigantes que juegan un "papel crítico" en muchas disciplinas científicas como la biología, la química y la física. Según ejemplificó, "biomoléculas esenciales para la vida como algunos aminoácidos y azúcares, o la propia molécula de ADN, son sistemas quirales con propiedades únicas".

Así, el proyecto pretende, por una parte, "observar las señales que se espera que ocurran en materiales cuánticos quirales de espesor atómico, así como demostrar su controlabilidad". Por otra, "el conocimiento generado se empleará para el diseño de una gama de dispositivos ópticos y electrónicos elementales y ultra compactos basados en estas respuestas únicas e innovadoras". En última instancia, la consecución de todos estos hitos, según Caridad, "demostrará la viabilidad de las llamadas 'tecnologías quirales'", es decir, "dispositivos cuyo funcionamiento se basa en respuestas quirales y, por tanto, allanará el camino para su eventual desarrollo y posterior adopción".

Según el investigador, la quiralidad tiene un "potencial excepcional" para la ingeniería moderna, ya que los sistemas quirales "tienen la capacidad de modular y dirigir señales ópticas y eléctricas de una manera no convencional", respuestas "extraordinarias" que pueden emplearse, según amplió, "para el diseño de nuevos dispositivos para biodetección, comunicaciones ópticas, electrónica de consumo o incluso para tecnologías cuánticas".

La cuestión es que los materiales quirales estudiados hasta ahora son incapaces de proporcionar señales "intensas, robustas y fácilmente controlables", requisitos necesarios para que cualquier sistema quiral pueda ser usado en ingeniería, según expuso el investigador. Así, la reciente aparición de materiales quirales de unos pocos átomos de espesor "ha revolucionado el campo de la quiralidad", ya que se espera que ocurran una amplia variedad de fenómenos quirales "exóticos e intensos" en estos nuevos sistemas cuánticos.

Además, se prevé que estos efectos puedan ser controlados fácilmente a través de estímulos externos y, por tanto, ser aptos para utilizarlos en aplicaciones industriales. "No obstante, tales respuestas aún no han sido detectadas por los investigadores y su posible existencia también trae asociados nuevos enigmas científicos que hay que estudiar con detalle", según matizó José Manuel Caridad.