Javier Aizpurua | dipc-KO ETA MATERIALEN FISIKA ZENTROKO IKERLARIA
«Argiarekin molekula baten bibrazioa barrutik ikusi dugu»
EHUren Ibaetako campusean kokaturik daude Donostia International Physics Center eta Materialen Fisika Zentroa, elkarren parean. Bietan ibiltzen da Javier Aizpurua «bere» ikertzaile taldearekin. Polonia, India, Txina, Grezia... herrialde ugaritako lagunak ari dira lanean euskaldunekin batera.
Maider IANTZI | DONOSTIA
“Nature”-n eta “Science”-n argitaratzea Champions-en jokatzea bezala dela azaldu digu; hori baino errekonozimendu handiagorik ez omen dago. Aldizkari horietan ateratzeko zientzialari baten lorpenak arlo berri bat hasi behar du, edo erabat aldatu alor baten ikuspegia. Javier Aizpuruak zuzendutako DIPC-ko eta Materialen Fisika Zentroko ikerlariek hori lortu dute Txinako Zientzia eta Teknologia Unibertsitateko kideekin batera. Bulegoan hartu gaituenetik agur erran arte bere pasioan harrapaturik eduki gaitu Aizpuruak. Eta letretakoak izan arren erabat, bere hitzekin ia-ia nanomolekulak ikusarazi dizkigu. Milimetro batean sartzen diren mila milioi nanometro horiek nolakoak izan daitezkeen gure irudimenean marraztera eraman gaitu.
«Jendeak ez dakit imajinatzen duen zein txikia den nanomolekula bat, eta hori ikustea lortu dute zuzenean argiarekin!», dio emozionaturik. «Lortu dute» erratean lagun duten txinatar taldeaz ari da. Kontua duela hiruzpalau urte hasi zen: «Txinan talde burua denarekin, Zhenchao Dong doktorearekin, topatu nintzen. Ondo konpontzen ginela konturatu ginen berehala eta hori zientzia garatzeko, gizakien arlo guztietan bezala, garrantzitsua da. Haiek badaukate tunel efektuko mikroskopia dispositibo bat, munduan dagoen onenetarikoa; tenperatura baxukoa, presio altukoa. Beren teknikarekin, hasieran elektroiak soilik erabiltzen zituzten, baina azken bizpahiru urteotan, argia ere sartu zuten».
Argiak mikroskopioaren puntan jotzen zuen eta informazioarekin bueltatzen zuen. Eta hain mikroskopio berezia zenez, argiak jotzean eta itzultzean, lehenengoz munduan, argiarekin molekula bat bakarra eta bere barreneko egitura bereiztea eta bere bibrazioa barrenetik ikustea lortu zuten. Informazio hori guztia argiak bidaltzen du, botatzen du; mikroskopioaren barrunbean handitzen da, lokalizatzen da, eta molekularen sonar moduko bat da. Sonarra soinuarekin da eta hau argiarekin. Bibrazioak sorrarazten dizkio molekulari eta horien informazioa bidaltzen du bueltan, oso-oso bereizmen handiarekin.
Esperimentua eta teoria
Aizpuruak adierazi duenez, txinatarrek ez zituzten emaitza horiek ulertzen, ezta erresoluzio hori zergatik lortzen zen ere. Ez zuten ulertzen argia hutsune horretan lokalizatzea eta handitzea nola gertatzen zen eta zergatik. Alde esperimentala garatu zuten, baina teorikoa ez zuten ondo kontrolatua. «Gure taldean, Donostian, horretaz arduratzen gara, nanofotonikaren teoriaz; argiaren eta nanomaterialen arteko elkarrekintza ulertzeaz, simulatzeaz, predikzioak egiteaz. Orduan, gurekin harremanetan jarri ziren, egin zutena azaltzerik bagenuen galdetzeko. Eta poliki-poliki, bi urteotan elkarrekin lan eginez, beraien esperimentua eta emaitzak teorikoki ulertzea, adieraztea, simulatzea eta erreproduzitzea lortu genuen».
Hala, «beren emaitza izugarriekin, munduan lehendabiziko aldiz ikusiak argiarekin», eta DIPCko eta Materialen Fisika Zentroko taldearen ulermen teorikoarekin, “Nature”-ra jo zuten erranez «hau daukagu, oso berezia, izugarria», eta editoreak berehala konturatu ziren puntakoa zela. Adituei emaitzak bidali zizkieten segituan eta balioztatu egin zituzten.
«Oso inportantea» da Donostiako ikerlarientzat txinatar taldearekin harremanetan egotea. «Erlazio eta konexio hori gabe ezin izango genituzkeen emaitza horiek jakin». Aizpuruaren nanofotonikaren taldea «oso ondo kokatua» dago nazioarteko mapan. Konferentziak ematera gonbidatzen dituzte, talderik onenekin kontaktuan daude, eta horrek kolaborazio giro bat sortzen du.
«Urtean bizpahiru aldiz Txinara joaten naiz eurak bisitatzera. Zhenchao Dong hemen izan da DIPC-k gonbidatuta beste bi aldiz. Badago truke aktibo bat, kolaborazio iraunkor bat berarekin eta nazioarteko puntako hogei bat talderekin». Horretarako bitartekoak behar dira eta garrantzitsua da DIPCk ematen dien laguntza jendea gonbidatzeko eta tailerrak muntatzeko. Argi dute ezin dutela “Nature”-n argitaratu mundura ireki eta elkarlanik egin gabe.
Zientzian emaitza batek galdera berriak sortzen ditu beti. Jada identifikatu dituzte molekularen barruko egituraren seinale horrek ematen dizkien ezaugarri bereziak; adibidez, «portaera ez lineal bat intentsitatearekin». Bertze xehetasun anitz ulertzeko lanean jarraitu behar dute, ordea.
Eta hau guztia, zertarako?
Gaur egun, materialen arloan, medikuntzan eta bertze esparru ugaritan da beharrezkoa nanoteknologia. Ikertzaileak agertu duenez, hau gai da atomoak, molekulak eta nanopartikulak hartzeko, kokatzeko eta funtzionalitatea emateko, gauzak egiteko. «Esaterako, sentsore oso-oso txiki bat izateko, txip azkarrago bat, detektagailu optiko azkarrago bat eta dispositibo elektroniko eraginkorrago bat. Nanoeskala menderatzen baduzu, nanomundua eta nanoaplikazioak menderatzen dituzu, baina nanodispositiboak askotan handiegiak dira. Nanopartikula bat mila edo hamar mila atomoz osaturik dago. Nanodispositibo edo nanorobot batean osagaiak hobeto ulertzea komeni da eta osagai horiek molekulak eta atomoak dira. Molekula bat hobeto ikusten eta identifikatzen badugu, hobeto ezagutuko dugu dispositiboa».
Nazioarteko talde honen lanak bidea ireki du nanoeskalan gauzak hobeki ikusteko eta identifikatzeko.
«Nola aldatuko duzu nanodispositibo edo nanotxip bat, ez badituzu gauzak ikusten eta kontrolatzen? Atomoak eta molekulak ikustea eta identifikatzea da lehen pausoa gero funtzionalizatzeko; molekula hau txip honetan jartzeko hemen».
Horretatik urrun samar daudela aitortu du. «Nanodispositiboak multzo batean hartzen dira. Badago kontrol bat, baina ez da erabatekoa. Hau irekitako bide bat da nanodispositiboen maila txikiagoa kontrolatzeko eta adierazteko. Azkenean, molekula hau nanodispositiboaren osagai bat da. Gure bereizmena azpinanometrikoa izan da».
Molekulak identifikatzea garrantzitsua da sentsorikan, baita elikaduran ere substantzia kaltegarriak identifikatzeko, molekula toxikoen bibrazioa detektatuz. Biomedikuntzarako eta dispositibo elektronikoetarako ere ona da, seinaleak hagitz-hagitz eskala txikian, ia molekularrean, emateko.
