{"id":88302,"date":"2025-11-10T21:57:29","date_gmt":"2025-11-11T02:57:29","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=88302"},"modified":"2025-11-10T22:05:18","modified_gmt":"2025-11-11T03:05:18","slug":"cientificos-crean-un-laser-funcional-con-cacahuetes-y-hojas-de-abedul","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2025\/11\/10\/cientificos-crean-un-laser-funcional-con-cacahuetes-y-hojas-de-abedul\/","title":{"rendered":"Cient\u00edficos crean un l\u00e1ser funcional con cacahuetes y hojas de abedul"},"content":{"rendered":"\n

Normalmente, uno no mira un cacahuete y vislumbra el futuro de la tecnolog\u00eda l\u00e1ser. Pero en un laboratorio de la Universidad de Ume\u00e5, en el norte de Suecia, la f\u00edsica Jia Wang y sus colaboradores han hecho precisamente eso: construir un l\u00e1ser a partir \u00fanicamente de hojas de abedul y cacahuetes.<\/p>\n\n\n\n

Su invento supone un avance revolucionario en fot\u00f3nica sostenible. Al utilizar materiales biol\u00f3gicos comunes en lugar de compuestos sint\u00e9ticos o metales t\u00f3xicos, el equipo ha creado un dispositivo que alg\u00fan d\u00eda podr\u00eda usarse para iluminar tejidos durante las pruebas de imagen m\u00e9dica o incluso para detectar bolsos de dise\u00f1o falsificados.<\/p>\n\n\n\n

“Nuestro estudio demuestra que es posible crear tecnolog\u00eda \u00f3ptica avanzada de forma sencilla utilizando \u00fanicamente materiales locales y renovables”, afirm\u00f3 Wang, profesor asociado de la Universidad de Ume\u00e5. El estudio se public\u00f3 en la revista Nanophotonics<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

No es un l\u00e1ser t\u00edpico<\/h2>\n\n\n\n

Los l\u00e1seres suelen asociarse con haces precisos y equipos de alta tecnolog\u00eda. Pero el que construy\u00f3 el equipo de Wang funciona de forma diferente. Este l\u00e1ser aleatorio genera luz dispersando fotones a trav\u00e9s de un material desordenado, lo que produce un brillo coherente sin necesidad de una cavidad \u00f3ptica tradicional. En este caso, el material desordenado es un grano de cacahuete.<\/p>\n\n\n\n

El medio de ganancia del l\u00e1ser \u2014la parte que amplifica la luz\u2014 est\u00e1 hecho de puntos de carbono derivados de hojas de abedul. Estas nanopart\u00edculas, creadas mediante un sencillo m\u00e9todo de cocci\u00f3n a presi\u00f3n, emiten un intenso brillo rojo al ser excitadas por la luz.<\/p>\n\n\n\n

Al inyectar la soluci\u00f3n de puntos cu\u00e1nticos de carbono en cubos de cacahuete, los investigadores crearon un sistema l\u00e1ser basado en biomateriales al que denominaron R-CDs@Peanut. Al ser excitado por una fuente de luz pulsada, el dispositivo emite un haz l\u00e1ser rojo. A pesar de su simplicidad, el rendimiento del sistema es comparable al de muchos l\u00e1seres aleatorios sint\u00e9ticos.<\/p>\n\n\n\n

\u201cLa s\u00edntesis de los puntos cu\u00e1nticos de carbono es simple y directa, esencialmente un proceso de cocci\u00f3n a presi\u00f3n de un solo paso\u201d, explic\u00f3 Wang.<\/p>\n\n\n\n

La rugosa estructura interna del cacahuete \u2014un laberinto natural de pliegues, poros y paredes celulares\u2014 dispersa la luz lo justo para producir los bucles de retroalimentaci\u00f3n esenciales para la emisi\u00f3n l\u00e1ser aleatoria. El dispositivo resultante es biodegradable, no t\u00f3xico y sorprendentemente barato.<\/p>\n\n\n\n

Longitud de onda larga<\/h2>\n\n\n\n

La luz roja, con sus largas longitudes de onda, es especialmente adecuada para la imagen biom\u00e9dica porque penetra en los tejidos m\u00e1s profundamente que otros colores. Y dado que los puntos de carbono evitan la fototoxicidad y la complejidad de los materiales de ganancia sint\u00e9ticos, el l\u00e1ser es lo suficientemente suave para los tejidos vivos.<\/p>\n\n\n\n

Los investigadores midieron los umbrales de emisi\u00f3n en cinco superficies diferentes de su l\u00e1ser basado en cacahuetes. La superficie I (la m\u00e1s cercana al punto de inyecci\u00f3n) requiri\u00f3 la menor energ\u00eda para activar la emisi\u00f3n l\u00e1ser: tan solo 96,4 kilovatios por cent\u00edmetro cuadrado. A pesar de cierta variaci\u00f3n, las cinco superficies demostraron la capacidad de emitir luz l\u00e1ser, con resultados “comparables a los de cavidades l\u00e1ser dise\u00f1adas artificialmente”, seg\u00fan el estudio.<\/p>\n\n\n\n

El dispositivo R-CDs@Peanut conserv\u00f3 su fluorescencia incluso a la luz del d\u00eda, y la emisi\u00f3n roja no mostr\u00f3 interferencia alguna por parte de la tenue autofluorescencia del propio cacahuete. En otras palabras, el brillo proven\u00eda exclusivamente de los puntos cu\u00e1nticos de carbono de la hoja de abedul.<\/p>\n\n\n\n

La microscop\u00eda revel\u00f3 la idoneidad del grano de cacahuete como soporte. Las im\u00e1genes de microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido mostraron una superficie rugosa y desordenada, salpicada de microporos. Esto resulta ideal para reflejar la luz en trayectorias aleatorias y crear los bucles de retroalimentaci\u00f3n necesarios para la emisi\u00f3n l\u00e1ser.<\/p>\n\n\n\n

Aplicaciones<\/h2>\n\n\n\n

Si bien las implicaciones para el diagn\u00f3stico m\u00e9dico son claras, los investigadores tambi\u00e9n ven potencial en otros \u00e1mbitos.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEl potencial de este l\u00e1ser aleatorio basado en biomateriales va m\u00e1s all\u00e1 de la bioimagen y el diagn\u00f3stico\u201d, afirm\u00f3 Wang. \u201cDado su bajo coste, su car\u00e1cter renovable y su seguridad, tambi\u00e9n podr\u00eda desarrollarse como etiqueta \u00f3ptica para autenticar documentos de alto valor, art\u00edculos de lujo y dispositivos electr\u00f3nicos\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Cada l\u00e1ser posee una “huella dactilar” espectral \u00fanica basada en la microestructura natural del cacahuete del que procede. Esta caracter\u00edstica podr\u00eda aprovecharse para crear marcadores \u00f3pticos seguros y dif\u00edciles de clonar para tecnolog\u00edas de autenticaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

A diferencia de los l\u00e1seres convencionales, el l\u00e1ser basado en part\u00edculas de cacahuete emite luz difusa, lo que ayuda a eliminar el ruido de moteado que afecta a las im\u00e1genes de alta resoluci\u00f3n. Esto lo hace especialmente prometedor para tecnolog\u00edas donde la claridad y la uniformidad de la luz son clave, como la obtenci\u00f3n de im\u00e1genes de tejidos, el escaneo de la piel o el an\u00e1lisis de muestras celulares. Y a diferencia de los materiales sint\u00e9ticos, estos componentes org\u00e1nicos se descomponen f\u00e1cilmente y no representan ninguna amenaza para el medio ambiente.<\/p>\n\n\n\n

Un l\u00e1ser natural<\/h2>\n\n\n\n
\"\"
Arriba: El l\u00e1ser aleatorio basado en biomateriales al activarse. Abajo: El mismo l\u00e1ser visto a la luz del d\u00eda. Cr\u00e9dito: Zhihao Huang.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Esta no es la primera vez que los investigadores experimentan con materiales biol\u00f3gicos para fabricar l\u00e1seres. En intentos anteriores<\/a> se utilizaron sustancias como la clorofila, conchas de abul\u00f3n<\/a> o coral. Sin embargo, pocos estudios combinaron medios de ganancia y dispersores naturales en un \u00fanico sistema l\u00e1ser funcional. Y ninguno emple\u00f3 ingredientes tan simples y accesibles como los cacahuetes y las hojas de abedul.<\/p>\n\n\n\n

El concepto surgi\u00f3 del trabajo previo del equipo. Hace dos a\u00f1os, el laboratorio de Wang demostr\u00f3 que las hojas de abedul pod\u00edan utilizarse para fabricar semiconductores org\u00e1nicos<\/a> para pantallas de televisores y tel\u00e9fonos inteligentes. Ahora, esas mismas hojas est\u00e1n abriendo el camino a los l\u00e1seres sostenibles.<\/p>\n\n\n\n

En los \u00faltimos a\u00f1os, los puntos cu\u00e1nticos de carbono han ganado popularidad en la nanofot\u00f3nica como alternativas m\u00e1s seguras y econ\u00f3micas a los puntos cu\u00e1nticos sint\u00e9ticos. Los investigadores observaron que los puntos cu\u00e1nticos de carbono emit\u00edan una luz roja intensa a 686 nan\u00f3metros y conservaban esta emisi\u00f3n tras ser incrustados en tejido de cacahuete.<\/p>\n\n\n\n

Lo m\u00e1s importante es que todo el proceso de fabricaci\u00f3n es sorprendentemente sencillo. Se cortan cacahuetes en rodajas, se les inyecta una soluci\u00f3n de puntos cu\u00e1nticos de carbono, se calientan suavemente y luego se enfr\u00edan. No se necesitan salas est\u00e9riles, litograf\u00eda ni metales de tierras raras. Los investigadores lo denominan una v\u00eda de f\u00e1cil acceso para el desarrollo de dispositivos fot\u00f3nicos escalables.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: ZME Science<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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