“La llum ajudarà a resoldre els grans reptes actuals”

Quan la matèria es fa nanomètrica i li apliquem la llum, apareixen unes propietats òptiques molt especials. Posem l’exemple de l’or: si agafem un tros macroscòpic i li enviem un feix làser, simplement farem una reflexió, com un mirall. Si aquest tros d’or el fem nanomètric, sorgeixen unes propietats noves que no existeixen en proporcions més grans i que ens permeten controlar la llum en aquesta escala. És com una caixa d’eines que et dona un control addicional per avançar en la ciència fonamental d’una banda i, en paral·lel, desenvolupar tecnologia potencialment interessants per l’impacte més directe.

La nanoòptica és un camp molt recent i hi ha coses que hem entès i hem començat a utilitzar, però hi ha nous efectes que encara no hem acabat d’identificar i que amaguen un gran potencial.

Des dels anys vuitanta se sabia que amb un focus de llum làser es pot exercir una força sobre un objecte. Si dissenyes aquest focus de manera adient, atraparà l’objecte, així que movent el focus també mouràs l’objecte. Això s’aplicava a escales microscòpiques, però no a escala nano perquè hi ha un límit fonamental de la física que deia que no es pot concentrar la llum per sota d’una escala determinada. La nanoòptica ens ha permès superar aquests límits i concentrar la llum a una escala encara més petita utilitzant nanoestructures d’or. Així hem creat unes pinces nanomètriques que atrapen i mouen de manera no invasiva objectes d’unes desenes de nanòmetres, i arriben a poder atrapar una biomolècula.

És una tècnica perquè els científics puguin manipular la matèria a escala nanomètrica. Ja s’està utilitzant per entendre la interacció d’una molècula amb el seu entorn, aïllant-la, canviant-la d’entorn per veure com reacciona. És una eina per entendre noves problemàtiques.

En diem laboratori en un xip i es tracta d’integrar en pocs centímetres quadrats diverses funcions que habitualment estan en un gran laboratori analític, creant un dispositiu d’un sol ús per tenir en els punts d’atenció el pacient. Funciona perquè les nanopartícules d’or són molt sensibles al seu entorn. En col·loquem en aquests consumibles amb biomarcadors i quan s’hi aplica una gota de sang, en cas que reaccioni es modificarà la nanopartícula i canviarà de color, fet que es pot detectar amb un petit lector.

Ara tenim un prototip avançat que estem provant en diferents camps i, si tot va bé, a principis de l’any vinent crearem una empresa per treure’l al mercat per diagnosticar malalties i detectar patologies.

Un altre efecte de les partícules d’or és que generen calor, perquè és un metall. I usant això com a tractament, hem adjuntat a les partícules d’or una molècula que reconeix i es fixa a les cèl·lules canceroses. Així, aplicant la llum des de fora, l’escalfament pot fer una ablació del teixit cancerós amb una precisió nanomètrica i també una altíssima precisió temporal. El teixit sa se’n salva, de manera que seria molt menys invasiu que la radioteràpia actual.

Juntament amb l’Idibell, estem tenint èxit en proves amb ratolins. El següent pas és la prova amb humans, però abans cal entendre moltes coses, com l’eficàcia del tractament, l’especificitat amb què portem partícules al lloc desitjat i també què passa amb les nanopartícules un cop has fet el tractament.

Moltíssim. Els grans reptes de la societat actual són interdisciplinaris, i la fotònica també ho és molt, de manera que podem col·laborar en molts camps diferents i ajudar a solucionar-los amb la llum.