Nanofotónica

En la tesis de maestría de Vila, publicada el año 2011 con el título “Nanotecnología: Su desarrollo en Argentina, sus características y tendencias a nivel mundial”, se menciona que si bien aún no hay un consenso a nivel internacional sobre lo que el campo de la nanotecnología incluye, se puede realizar una aproximación a su definición diciendo que el término abarca los conocimientos utilizados para el manejo de la materia a escala nanométrica, es decir la mil millonésima parte de un metro, con el fin de diseñar y mejorar las propiedades físico-químicas de distintos materiales. En esta escala se presentan fenómenos físicos regidos por nuevas reglas basadas en la mecánica cuántica que cambian drásticamente el comportamiento de los materiales, tornándolos mucho más eficientes y útiles con respecto a varias de sus aplicaciones actuales. A su vez, según Sarma y Chaudhury, en el artículo publicado el año 2009 con el título “Implicaciones socio-económicas de las aplicaciones de la nanotecnología: Un caso del cobre y los países dependientes de cobre”, algunos especialistas han señalado que la nanotecnología tendrá el potencial de introducir una nueva revolución industrial, pues permitiría modificar gran parte de los insumos utilizados en distintas industrias, e incluso, los más arriesgados se aventuran a imaginar que tiene la potencialidad de permitir reemplazar varias de las producciones basadas en recursos naturales, por ejemplo, al crear materiales que reemplacen al cobre.

Luis Marín, en el artículo publicado el año 2005 con el título “¿Qué es la Fotónica?”, menciona que la óptica es la vieja y venerable rama de la física que involucra la generación, propagación y detección de la luz. Tres desarrollos fundamentales logrados en los últimos cuarenta años son responsables del rejuvenecimiento de la óptica y de su creciente importancia en la tecnología moderna con toda una revolución: (1) La invención del Láser, (2) La fabricación de fibras ópticas de baja pérdida y (3) La introducción de dispositivos ópticos semiconductores. Como resultado de estos desarrollos, emergen nuevas disciplinas y nuevos términos que las describen: (a) Electro-óptica (b) Optoelectrónica (c) Electrónica cuántica (d) Óptica cuántica (e) Tecnología de ondas de luz. Aunque no existe un acuerdo completo del uso preciso de estos términos, hay un consenso general con respecto a su significado. (1) Electro-óptica se reserva generalmente para dispositivos ópticos en los cuales los efectos eléctricos juegan un papel fundamental (Láser, moduladores y conmutadores electro-ópticos). (2) Optoelectrónica típicamente se refiere a dispositivos y sistemas que son esencialmente electrónicos por naturaleza, pero involucran luz (diodos emisores de luz, dispositivos de despliegue de cristal líquido y arreglos de fotodetectores). (3) Electrónica cuántica se usa en conexión con dispositivos y sistemas que se basan principalmente en la interacción de la luz con la materia, láser y dispositivos ópticos no lineales usados para amplificadores ópticos y mezcladores de ondas ópticas. (4) Óptica cuántica estudia las propiedades cuánticas y coherentes de la luz. (5) Tecnología de ondas de luz se usa para describir dispositivos y sistemas que son usados en comunicaciones ópticas, procesamiento de señales ópticas y metrología óptica. En analogía con la electrónica, en años recientes surge el término “fotónica”, reflejando el importante vínculo entre la óptica aplicada y la electrónica, forjado por el creciente papel que los materiales y dispositivos semiconductores juegan en los sistemas fotónicos. El campo de la óptica es amplio y continúa manteniendo alto potencial de explotación. Así como la electrónica involucra el control de flujo de carga eléctrica en el vacío o en la materia, la fotónica involucra el control de fotones en el espacio libre o en la materia. Las dos disciplinas claramente se relacionan puesto que los electrones comúnmente controlan el flujo de fotones, y los fotones controlan el flujo de electrones Como en óptica moderna se da ahora igual énfasis a los aspectos de fotón y de onda de la radiación óptica, el término fotónica refleja la importancia de ambos aspectos en el entendimiento de nuevos desarrollos que el láser ha traído al campo, como el desarrollo de fibras ópticas y tecnología de semiconductores para emisores y detectores ópticos. Así el término fotónica refleja la importancia de la naturaleza de fotón de la luz en la descripción de la operación de muchos dispositivos ópticos.

En el artículo titulado “Nanofotónica: Luz + nanopartículas” publicado el año 2007, su autor De la Rosa menciona que la nanofotónica es la fusión de la nanotecnología y la fotónica. Es un campo multidisciplinario que estudia las propiedades ópticas de los sistemas nanoestructurados y la interacción luz materia a nivel nanoscópico. Se menciona que las propiedades ópticas de las nanopartículas son dominadas por los efectos de superficie. Así, controlando el tamaño de las nanopartículas o nanoestructuras es posible controlar o amplificar ciertas propiedades de los sistemas bajo estudio. En general, las nanoestructuras pueden ser de tres tipos: Semiconductoras, dieléctricas y metálicas. Cada una de ellas produce fenómenos de especial interés cuando interactúan con una señal óptica, pudiendo así ser aplicadas en diferentes campos. Un campo de especial interés es la biología. El estudio de las propiedades luminiscentes de sistemas nanoestructurados en sistemas biológicos es el campo de estudio de la bionanofotónica. Especialmente trata sobre el estudio de sistemas nanoestructurados en aplicaciones biomédicas. Diferentes nanopartículas han sido propuestas para ser utilizadas en la detección de bajas concentraciones de diferentes elementos como células cancerigenas, virus, acido desoxirribonucleico, acido ribonucleico, proteínas, etc. También han sido utilizadas para la entrega de medicamentos en forma dirigida y controlada así como para la destrucción de tumores cancerigenos.