En muchas ocasiones, diversos instrumentos relacionados con la industria, como son algunas herramientas o incluso pequeñas partes del conjunto de piezas que forman un vehículo, tienen un recubrimiento muy delgado que dota a este objeto de cierto valor añadido, comola resistencia a altas temperaturas o a un roce intensivo. Un recubrimiento o película delgada, de menos de media micra (200 o 300 nanómetros), puede dotar al material del sustrato de propiedades variadas de máximo interés. El grupo de investigadores ‘Superficies, interfaces y capas finas’ lleva años preparando películas delgadas con propiedades concretas aplicadas a intereses surgidos de la industria. Esta vez, los científicos utilizarán la luz y el color para conseguir diversos objetivos relacionados con la detección de partículas o la refracción de la luz válidos para filtros, emisiones láser y sensores ópticos.

El objetivo y el reto científico de este trabajo es el desarrollo de un nuevo tipo de láminas delgadas nanoestructuradas con funcionalidad óptica y fotónica, lo cual se refiere a la utilización del color, que junto con otro material de tipo poroso, es capaz de desarrollar una función concreta. En el caso de los emisores de fluorescencia, son elementos esenciales para el desarrollo de láseres y para el control de comunicaciones ópticas inalámbricas. Así, el interés de la investigación está centrado en desarrollar láseres de colorante de cualquier longitud de onda y, para ello, el recubrimiento delgado de la lente se desarrollará utilizando moléculas de pigmento dispersas en una matriz sólida transparente, con lo que se disminuiría el tiempo de proceso y mejoraría la frecuencia. Con respecto a la aplicación a comunicaciones ópticas inalámbricas, los investigadores tratarán de mejorar la tecnología actual, válida si el ángulo de incidencia de la luz es conocido y constante. Las capas de colorante como sistemas de discriminación y acondicionamiento de luz dispersa que propone este proyecto serán muy útiles, por ejemplo, para las comunicaciones intrasatélites.

Ejemplos de películas delgadas coloreadas

Cambio de color con gases nocivos

Otra de las aplicaciones de la investigación que se realiza con este proyecto, es el propósito de relacionar cambios de color en una superficie con la presencia de determinados gases nocivos. El objetivo general de los científicos en este caso es aumentar la sensibilidad y la selectividad a gases específicos, ya que los sistemas que se usan actualmente no tienen la misma respuesta sensora que tendría una superficie de menos de 1 micra.Por último, la capacidad de cambiar la longitud de onda de la radiación incidente sobre ciertos dispositivos es otro de los objetivos del trabajo. Esto tiene una aplicación directa en todas las comunicaciones ópticas y se conseguirá con el uso de una secuencia de colorantes. Todos estos propósitos aplicables a la industria tienen en común la posibilidad de ser experimentos escalables a la industria, pensados para ser utilizados en el ámbito empresarial.

Además de innovar en las distintas posibilidades de las capas delgadas que se desarrollarán en este proyecto, los investigadores crearán también nuevas metodologías científicas de carácter nanotecnológico que darán un paso más en este tipo de investigaciones. Para ello, los científicos utilizarán técnicas basadas en plasma y evaporación (CVD) así como de bombardeo electrónico (PVD). El objetivo es poder crear capas transparentes de porosidad controlada de forma estratégica para que el pigmento se reparta entre esos poros de una forma concreta y válida para cumplir cada objetivo propuesto.

Un marcado carácter de aplicación industrial

Este equipo de investigación ha trabajado siempre para solucionar problemas de ciencia básica, pero a partir de los últimos cinco años, la actividad investigadora del grupo ha dado un giro considerable hacia la transferencia de estos resultados a la industria, incluso los objetivos planteados por los proyectos que ejecutan, están orientados en la mayoría de las ocasiones a solucionar problemas industriales.

Los investigadores del CSIC han realizado un esfuerzo considerable en afianzar la colaboración activa con una serie de empresas industriales y algunas multinacionales a través de proyectos conjuntos, convenios de colaboración y realización de ensayos y servicios de distinto carácter. Por ejemplo, para la empresa INDO, fabricante de lentes, los científicos sevillanos trabajaron para crear propiedades antireflejantes a través de películas delgadas sobre el vidrio, porque según explica el investigador principal del proyecto, Juan Pedro Espinós, “al atravesar la lente, la luz pierde fotones, y esa pérdida es la que intentamos paliar a través de la composición de materiales formando capas delgadas sobre la lente”. Además de INDO, los científicos han trabajado con muchas otras empresas como AIRPRODUCTS, VALEO, SOLUCAR, INABENSA, entre otras.

Más información:

Juan Pedro Espinós Manzorro
Centro de Investigaciones Científicas Isla de la Cartuja
Tel.: 954489530
Email.: jespinos@icmse.csic.es