El nanomagnetismo, al servicio de la salud y de la producción

El Dr. Julio Camarero de Diego*, físico español, fue conferencista en el VII Encuentro de Física y Química de Superficies realizado en nuestra ciudad en octubre pasado.

“El magnetismo es un fenómeno natural por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Y estudiarlo en escala nano significa trabajar con dimensiones un millón de veces inferiores al milímetro, o sea, escala atómica”, explica.

En Madrid, ¿cómo se conforma su equipo de trabajo?
Coordino un grupo de investigación en nanomagnetismo integrado por  químicos, físicos, biólogos, médicos e ingenieros que busca saber qué sucede en las superficies sólidas de los diferentes materiales, conocer sus propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas. Y no exagero al decir que la investigación básica en nanociencia producirá aplicaciones en muchas áreas estratégicas con un enorme impacto en la sociedad, desde las tecnologías de la información y el aprovechamiento energético hasta la medicina humana.

¿En qué objetos podemos reconocer la aplicación del nanomagnetismo?
En la electrónica digital, en los imanes permanentes -materiales que generan un campo magnético persistente-, en cualquier sensor de nuestras computadoras, en los teléfonos celulares, en el GPS, en sistemas hidráulicos y en casi todo tipo de motores y/o sistemas de conversión de energía. ¿Y qué es lo bueno de esto? Que controlando la nanoescala podemos potenciar y diseñar las propiedades de los materiales.

De su trabajo grupal, ¿qué destacaría como aquello de mayor presente y futuro?

El carácter interdisciplinar del grupo nos está permitiendo adentrarnos en áreas científicas muy diferentes, que son financiadas por diversos proyectos españoles (por caso, Nanofrontmag) y europeos, como los que citaré a continuación. Por ejemplo, hoy somos capaces de desarrollar sistemas de sensores de última generación combinando materiales magnéticos de espesor nanométrico para mejorar las tecnologías de la información en cuanto a capacidad de almacenamiento, miniaturización y ahorro energético (SOgraph). De manera transversal, dichos sensores nos permitirán, en un futuro, visualizar corrientes sinápticas de transmisiones nerviosas a nivel cerebral o a nivel de médula (ByAxon). Pero también tenemos buenas perspectivas en el tema de los imanes permanentes, que son esenciales en aplicaciones tan importantes como transportes, tecnología de las comunicaciones, energía eólica y refrigeración. En este caso, al mercado de los mismos lo gobierna China dado su monopolio sobre las “tierras raras” (elementos esenciales en  los imanes actuales), manejando los precios a su antojo. Es por ello que nuestro grupo desarrolla imanes permanentes “libres de tierras raras” competitivos, aunando conocimientos en nanociencia con procesamientos tecnológicos energéticamente eficientes. Así, proyectamos y desarrollamos una moto eléctrica cuyo motor funciona con imanes basados en ferritas nanoestructuradas (Nanopyme). En la actualidad, estamos desarrollando imanes permanentes basados en nanomateriales con aleaciones de manganeso (Nexmag).

¿Y en aplicaciones biomédicas oncológicas?
Estamos intentando utilizar nanopartículas magnéticas funcionalizadas para luchar contra el cáncer de una manera alternativa a como se hace hoy. A diario utilizamos quimioterapia y radioterapia, que son muy invasivas -efectos secundarios aparte- y no permiten una buena calidad de vida a los pacientes. Fue así que pensamos en inducir la apoptosis (o “suicidio celular”) de las células cancerosas a partir de aumentar localmente la temperatura de la célula, por encima de los 42° C, mediante un proceso que se llama “hipertermia magnética”. En este proceso, las nanopartículas magnéticas internalizadas en las células tumorales actúan como pequeños “hornos” al ser expuestas a campos magnéticos alternos controlados desde el exterior. De momento, tenemos ensayos en animales que han salido bien, y este es otro proyecto europeo muy grande que acaba de terminar en su fase de prueba de concepto y fue exitoso (MultiFun). Ya nos han otorgado fondos para continuarlo y pasar a la etapa preclínica (NoCanther); queremos trasladar la investigación básica de laboratorio a producción a gran escala, en las condiciones necesarias para que sea aprobada por servicios sanitarios europeos. Me gustaría hacer hincapié en que, si bien mi formación en superficies y magnetismo me permite entender la materia en la nanoescala, sin duda, la interdisciplinariedad del grupo es vital para poder acometer con éxito todos estos retos.

¿Cuál es su vinculación con físicos de la ciudad de Santa Fe?
He colaborado con los Dres. Mario Passeggi (h) (LASUI, IFIS Litoral) y Julio Ferrón (Director del IFIS Litoral), investigador con quien firmé artículos que publicamos durante y posteriormente a la presentación de mi tesis.

(*) Depto. de Física de la Materia Condensada, Instituto Nicolás Cabrera, e IFIMAC; Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia, IMDEA-Nanociencia-Universidad Autónoma de Madrid (España).

Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS/CONICET Santa Fe).