El investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) de México Alfredo González Fernández ha recibido el Premio Nacional ‘Innovación Tecnológica para la Inclusión Social’ INNOVATIS en la categoría ‘Ideas proyecto’, reconociendo así el potencial de su iniciativa Integración monolítica de electrofotónica en silicio para sensado químico.
Esta investigación, que el año pasado recibió un fondo de la convocatoria Fronteras de la Ciencia del Conacyt, busca desarrollar dispositivos baratos que combinan la electrónica y la luz y que funcionarán como verdaderos laboratorios para que gobiernos, industrias y ciudadanos analicen in situ la calidad del agua.
“Nuestro objetivo es utilizar esta tecnología para desarrollar laboratorios en chip, es decir, tener todos los procesos que se desarrollan en un laboratorio normal de química y ejecutarlos en un circuito electrónico, y aplicar esto a la solución del problema de la contaminación del agua que hay en este país y en el mundo", afirma el doctor en una entrevista del INAOE.
El proyecto está basado en la electrofotónica integrada, la cual aprovecha el proceso de fabricación e instalaciones de la electrónica convencional para integrar una fuente de luz en un circuito, con lo que se podrá analizar agua u otras sustancias.
“Tienes el chip, pones una gota en ese chip, el chip controla una fuente de luz que ya está integrada, esa luz es transmitida para que interactúe con el agua y, en función de los contaminantes que tenga, la luz sufrirá cambios –explica el propio investigador–. Como podemos ver la luz original, otra parte del chip analiza el cambio y hace el procesamiento electrónico para verificar a qué corresponde esa modificación en la luz. Por ejemplo, si absorbió el azul puede que tenga determinado químico, y después nos entrega la información que en teoría con este método es muy precisa con respecto a las cantidades y a los contaminantes”.
En su opinión, la parte más valiosa del proyecto, desde el punto de vista científico, es la de la integración de la luz en el chip. “En el INAOE llevamos mucho tiempo trabajando en materiales que aprovechan fenómenos cuánticos, son materiales nanoestructurados basados en silicio que permiten tener una fuente de luz en la misma oblea en la que se tiene la electrónica, que es el cuello de botella para poder integrar luz y electrónica”, añade.
Llegaron a desarrolar “un dispositivo que emite luz con las mismas técnicas con las que se fabrica la electrónica”. Y fueron más allá: “Creamos el sistema completo que tiene el emisor de luz, el medio que transmite esa luz a otra parte del chip y el sensor que detecta esa luz y ve qué características tiene. En eso consiste este proyecto: en generar una plataforma que permite explotar el nivel de desarrollo científico y tecnológico que ya alcanzamos para hacerlo flexible, darle aplicaciones reales, hacerlo eficiente y que cruce la etapa de la prueba de concepto, que es en la que nos encontramos".
El doctor González Fernández asegura que el concepto ya está probado y que el siguiente paso es fabricar el dispositivo con las técnicas de la electrónica funcional. “Ahora estamos en la etapa de desarrollar una plataforma más flexible y hacer más confiable la tecnología de fabricación del emisor de luz, de la guía de onda y del sensor para que sean una especie de bloques, lo que nos permitirá mandar a fabricar sólo con el diseño un sistema que incluya luz emitida, transmitida y detectada, además de toda la electrónica sin necesidad de tener un equipo especial distinto al que ya se tiene”.
Por último, el investigador destaca que esta tecnología es barata, ya que sustituye procesos complicados, personal especializado y equipos costosos que no pueden hacer el análisis del agua in situ. De esta forma, la industria se podrá autorregular, las autoridades verificarán el cumplimiento de las normas ambientales y la sociedad civil tendrá acceso a la información del agua que consume.
