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Patente a dispersor de luz para ver espectros en tres dimensiones

Este dispositivo permite tener una nueva ventana de cuantificación y de análisis espectral de muestras orgánicas e inorgánicas, lo que abre un amplio campo en medicina, por ejemplo en la detección del virus de COVID-19, que se podría ver de manera inmediata, sin necesidad de preparar tanto las muestras.

Medellín, 07 de septiembre de 2020Agencia de Noticias UN-

El dispositivo fue desarrollado para ver los espectros en tres dimensiones. Imagen: Álvaro Bastidas.

El dispersor de luz apoyará la investigación en medicina, microbiología y análisis de materiales, entre otros. Fotos: Unimedios.

Disponer del dispersor de luz es abrir una ventana en las observaciones del comportamiento de muestras biológicas.

Con el nuevo dispositivo se complementa la visión de equipos convencionales, al acoplarles el dispersor de luz.

“Es algo maravilloso que nos ayudará mucho para la investigación en cualquier campo de aplicación, como en medicina, microbiología, análisis de materiales, industria textil, y análisis tanto de productos alimenticios como de medicamentos; el campo de investigación que se facilita con este equipo es muy amplio”.

Así explica el profesor Álvaro Bastidas, el nuevo invento de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, que separa los colores de la luz transmitida o reflejada para permitir ver espectros en tres dimensiones, observar en profundidad, como si fuese posible ver qué hay detrás del arco iris.

El “Dispositivo dispersor de luz visible de alta resolución espectral”, que recibió patente de invención de la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC), fue desarrollado por el profesor Bastidas, doctor en Física y director de la tesis de Juan Esteban Vélez doctorando en Ciencias - Física.

Durante el trabajo de tesis, cuando surgió la idea de diseñar y adaptar el dispositivo a un microscopio de espectroscopia Raman, ellos hicieron ensayos y pusieron en funcionamiento un sistema doble-cruzado de separación espectral en espacios relativamente pequeños y obtuvieron muy buenos resultados, lo que los animó a llevarlo a escala competitiva.

Los espectrómetros convencionales –utilizados en institutos de investigación y en universidades de Colombia y de otros países– tienen un dispositivo dispersor convencional de luz visible, que la descompone con un prisma o una red de difracción, y permite la detección y el registro espectral simple.

“El dispersor convencional genera un registro de los componentes de la radiación que son absorbidos o remitidos por muestras específicas: es un registro clásico, plano, o sea en dos dimensiones”, explica el doctor Bastidas.

“Cuando queremos explorar al máximo la respuesta de muestras ante la radiación electromagnética, el mayor obstáculo es la formación de una imagen espectral solo en dos dimensiones, por eso pasamos a ver tal respuesta en tres dimensiones; entonces lo que se tenía en un registro plano, ahora es un registro en profundidad, gracias a este dispositivo”, detalla.

Ver más allá de las imágenes

Para describirlo de manera muy sencilla, el profesor indicó: “la aplicación principal es en descomposición de los colores de la luz, como el arco iris; cuando observamos el arco iris vemos una figura aparentemente plana, con poca profundidad, entonces tenemos los dibujos y fotografías que están en un solo plano. Si queremos que ese arco iris nos dé una profundidad, y pudiéramos verlo desde diferentes ángulos, el dispositivo nos permitiría hacerlo, ver qué hay más allá de las imágenes que normalmente observamos”.

El dispositivo monocromador de radiación visible de alta resolución espectral descompone o separa los colores de la luz en tres dimensiones y en altos órdenes de difracción, para explorar los fenómenos que pueden estar inmersos.

“El espectro primario que genera un prisma permite separar la luz; luego, adicionando estratégicamente una red de difracción, se puede volver a monocromar el resultado del prisma, y es ahí donde se descubren ‘cosas’ insospechadas de muestras, test y fuentes de luz en general”.

“Eso trae consecuencias muy importantes en los análisis, en las lecturas y en los registros de los valores asociados con ese espectro, en el sentido de que podemos ver cosas que normalmente no vemos utilizando los mismos equipos de análisis y de espectroscopia”, agrega el inventor.

El profesor Bastidas reitera que el invento optimiza la respuesta de muestras, sustancias o elementos sometidos a iluminación, lo cual sería muy útil, en el sentido de que van un paso más allá de lo que normalmente se observa. 

Entre las aplicaciones están: identificación de materias primas de ingredientes farmacéuticos, nutracéuticos y cosméticos; verificación de materiales de prueba, químicos, solventes y medios de cultivo celular; autenticación de productos terminados y prevención de falsificación; composición elemental para la calidad de los productos; geología, materiales, campo forense, arqueología y análisis ambiental; identificación elemental de compuestos; y determinación de especies orgánicas y bioquímicas.

Los inventores esperan tener la oportunidad de ofrecerlo para beneficio tanto de la UNAL como de otras universidades y centros de investigación, pues están en capacidad de producirlo en la Universidad en un máximo de dos meses por equipo. 

Este dispositivo, que cumple los requisitos de novedad, nivel inventivo y aplicación industrial, recibió patente por 20 años, del 4 de agosto de 2017 al 4 de agosto de 2037.

(Por: fin/OLML/MLA/LOF
)
N.° 906

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