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La 'pinza' española que descifra materiales y ya se usa en los laboratorios más punteros de EEUU
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ASÍ HAN PASADO DEL CSIC A LA NASA

La 'pinza' española que descifra materiales y ya se usa en los laboratorios más punteros de EEUU

Gracias a una patente del CSIC, la empresa Next-Tip ha conseguido desarrollar unos dispositivos para microscopios que permiten una precisión 10 veces mayor a los convencionales

Foto: El laboratorio de Next-Tip. (Cedida)
El laboratorio de Next-Tip. (Cedida)

Una diminuta pieza de silicio ha conseguido multiplicar la resolución de algunos de los microscopios más precisos del mundo. Gracias a un innovador sistema de fabricación, investigadores españoles han desarrollado esta herramienta —llamada sonda— para descifrar la composición química y morfológica de cualquier material. La clave está en que han conseguido alcanzar la escala de los tres nanómetros, lo que significa que tienen la capacidad de analizar la millonésima parte de un cuerpo de tres milímetros, algo clave para la investigación en todo tipo de campos, como la biotecnología o los semiconductores. Detrás de todo esto está Next-Tip, un spin-off del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), aunque participado de forma mayoritaria por capital privado. Pese a los pocos recursos con los que han contado, su hallazgo ya ha llegado a algunos de los centros más importantes de Estados Unidos, como el Instituto Virtual de Investigación para la Exploración del Sistema Solar de la NASA, el Laboratorio Lawrence Berkeley o el Laboratorio Nacional de Física.

Foto: La computadora cuántica Sycamore de Google. (Google)

Por ahora, estas sondas de Next-Tip solo pueden utilizarse con los microscopios de fuerza atómica (AFM). Si no sabes cómo funcionan estas herramientas de laboratorio, una buena forma de comprenderlo es pensar en el mecanismo de un tocadiscos, y no tener en mente el típico dispositivo óptico. En él, la aguja circula por los surcos de cada vinilo, de modo que, a través de las vibraciones, reproduce el sonido grabado en él. Aquí, en cambio, no siempre está en contacto directo, sino que va dando pequeños rebotes, que son los que permiten hacer el análisis químico. Siguiendo con la metáfora, su sonda es capaz de conseguir un mayor nivel de detalle, igual que una buena aguja hace que escuches mejor los discos.

"La espectroscopia funciona como una onda de sonido, que sube y baja. Cada elemento de la naturaleza tiene un diagrama diferente, que es lo que detecta la sonda y, luego, el microscopio traduce en imágenes", comenta Manuel Espinosa, director de Next-Tip, donde se encargan tanto del desarrollo como de la fabricación de estos dispositivos. "Para que funcionen, tienen que tener una forma muy particular, con un ensanchamiento en la punta, del que a su vez salen ramificaciones. Al trabajar en nanómetros, es algo es muy complicado de manufacturar", continúa este ingeniero industrial.

placeholder Análisis de muestra mediante microscopía de fuerzas atómicas. (AFM)
Análisis de muestra mediante microscopía de fuerzas atómicas. (AFM)

"Nuestra sonda está construida como si fueran piezas de Lego, colocando unas nanopartículas encima de otras hasta dar con la nanoestructura. Somos los únicos en conseguirlo así", desarrolla el director de Next-Tip, ya que, hasta ahora, el método era bien distinto. "La competencia las construye como si fueran una escultura. Es decir, le van quitando trocitos con láser hasta dar con la morfología que quieren, pero de esa forma se pierde precisión, porque se queda más redondeado". Un factor que, asegura, les permite ofrecer una un nivel de detalle 10 veces mayor

Su dispositivo, que tiene un tamaño de dos milímetros de largo por tres de ancho, está construido sobre una base de silicio, aunque también se le añaden partículas de oro y plata en algunas partes. "Somos como la tinta de la impresora, pero una tinta muy especial", ejemplifica Espinosa, que recuerda que la vida de estas sondas suele ser corta, por lo que lo habitual es que se vendan en cajas de, al menos, cinco. "Es un consumible pequeño y delicado que tiene un uso recurrente, por lo que los clientes suelen comprar regularmente", detalla. Cada sonda tiene un precio que oscila entre los 150 y los 300 euros, según las especificaciones. Por ahora, ya han despachado medio millar en Europa, América y Asia.

De investigar el ELA a medir el polvo de los asteroides

Entre los destinos del hallazgo de Next-Tip están algunos de los centros de investigación más prestigiosos del mundo. Ahí están los casos de las universidades de Columbia o Stony Brook —ambas en Nueva York—, el Laboratorio Lawrence Berkeley o el Laboratorio Nacional de Física de Estados Unidos. En España, se han hecho con ella instituciones como el Instituto de Ciencias Fotónicas, el Instituto de Investigación de Energía de Barcelona o la Universidad de Valencia.

Una vez dicho esto, ¿qué aplicación práctica pueden tener estas sondas? "Los usos abarcan cualquier espectro que se quiera hacer en la escala nano", responde Espinosa. Por ejemplo, tienen un acuerdo con el Centro VIB-KU de Lovaina (Eslovenia), que lo usa para investigar enfermedades como el párkinson o el ELA. "En este caso, se ve muy bien cómo miden la bacteria y, cuando se le aplica calor, la proteína se mueve. Así se ve de forma destacada dónde se ha colocado". En la foto de abajo, puedes ver una bacteria E.coli analizada por esta institución con la sonda Next-Tip: la línea blanca equivale a 200 nanómetros.

placeholder Una bacteria E.coli expuesta a un choque térmico para provocar la agregación de proteínas. (Cedida)
Una bacteria E.coli expuesta a un choque térmico para provocar la agregación de proteínas. (Cedida)

Las sondas de Next-Tip también están siendo usadas en el Instituto Virtual de Investigación para la Exploración del Sistema Solar de la NASA, de la mano del investigador Timothy Glotch. "Nos contó que lo utilizaba para medir polvo de asteroides; en concreto, qué porción de roca contiene coesita, un óxido de silicio a alta presión y cristales de óxido de silicio, pero no sabemos con qué objetivo, claro", comentan desde la firma, donde celebran que "por primera vez, la instrumentación española vaya a estar presente en las investigaciones más importantes de los próximos años en el campo de la nanotecnología".

Sin embargo, hay quien los ha probado y ha preferido no volver a usarlo, ya que se han dado cuenta de que, por ahora, no necesitan una resolución tan alta. "Sus necesidades están cubiertas y no necesitan una sonda tan cara como la nuestra. Nuestros clientes suelen ser laboratorios más punteros, porque son gente que busca nuevas capacidades", dicen al respecto.

La pandemia también paró a la nanotecnología

El hallazgo de Next-Tip proviene de una patente del CSIC que fue registrada en 2012, pero que quedó en un cajón durante cinco años, hasta que Espinosa y su compañera Belén Sanz, doctora en Química, comenzaron a tirar del hilo, a la par que buscaban financiación. "Es una inversión de mucho riesgo, porque nunca se sabe si al final va a salir un producto", recuerdan. La comercialización estaba prevista para finales de 2020, pero fue otro de esos proyectos a los que la pandemia hizo un roto importante. "El trabajo de laboratorio es eminentemente social, así que muchos estuvieron cerrados hasta bien entrado en 2021. Salimos en mal momento al mercado", lamenta el empresario, que subraya que China es uno de sus "mercados potenciales y está muy parado todavía".

Hasta ahora, han sobrevivido con una financiación modesta, ya que solo tres personas trabajan en la compañía. De hecho, han conseguido desarrollar las sondas sin tener el microscopio necesario, del tipo AFM, para poner a prueba su propio producto, cuyo coste ronda el medio millón de euros. "Hacemos instrumentos científicos que usan otros", reconocen. "Como en los papers tienes que especificar la instrumentación que has utilizado, buscábamos investigadores a los que les pudiera interesar y les mandábamos muestras para que los probaran. Al principio, no funcionaban, pero lo fuimos perfeccionando hasta conseguirlo".

Foto: La investigadora Alba Cervera-Lierta (Cedida)

Por ahora, su hallazgo ha aparecido en un artículo académico (lo puedes leer aquí), aunque aseguran que hay más en camino, ya que los tiempos de publicación en el mundo académico son dilatados. Sobre este punto, destacan que "los científicos investigan cosas nuevas, pero con sus instrumentos de siempre, a no ser que vean lo que otros han descubierto con nuevas herramientas, porque ahí empiezan a plantearse cambiar". Una vez se da ese paso, el camino se allana. "Estamos mandando sondas de prueba y si les va bien, te van comprando, como nos ha pasado con Columbia".

Hasta ahora, la mitad del dinero ha llegado por la vía pública, donde los principales afluentes son el programa NeoTech, del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial, y las ayudas Torres Quevedo, del Ministerio de Ciencia e Innovación. El resto, por vía del fondo madrileño BeAble, especializado en deep tech. Ahora están buscando más socios para llevar a cabo una expansión comercial vital para la empresa, una misión para la que calculan que necesitan, al menos, un millón de euros al año.

"Hay que pagar a gente muy cualificada, gastar muchísimo en marketing y también en distribución, que está toda fuera de España", explica Espinosa. De hecho, hoy por hoy, el 90% de sus ventas son exportaciones. "Tenemos que salir fuera a buscar clientes, que es algo que no pasaría si estuviera en Seúl: con las empresas e institutos de allí podría ser rentable", lamenta el ingeniero, que deja caer que "no solo se trata de que te compren el producto, sino de que lo hagan al precio que tú estimes".

Una diminuta pieza de silicio ha conseguido multiplicar la resolución de algunos de los microscopios más precisos del mundo. Gracias a un innovador sistema de fabricación, investigadores españoles han desarrollado esta herramienta —llamada sonda— para descifrar la composición química y morfológica de cualquier material. La clave está en que han conseguido alcanzar la escala de los tres nanómetros, lo que significa que tienen la capacidad de analizar la millonésima parte de un cuerpo de tres milímetros, algo clave para la investigación en todo tipo de campos, como la biotecnología o los semiconductores. Detrás de todo esto está Next-Tip, un spin-off del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), aunque participado de forma mayoritaria por capital privado. Pese a los pocos recursos con los que han contado, su hallazgo ya ha llegado a algunos de los centros más importantes de Estados Unidos, como el Instituto Virtual de Investigación para la Exploración del Sistema Solar de la NASA, el Laboratorio Lawrence Berkeley o el Laboratorio Nacional de Física.

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