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Estudiante de Doctorado del DIQ logra publicación en Revista ISI con FI de 14

Estudiante de Doctorado del DIQ logra publicación en Revista ISI con FI de 14

Estudiante de Doctorado del DIQ logra publicación en Revista ISI con FI de 14

24.10.2017

Elton Oyarzua Vargas, estudiante de doctorado del grupo de Nanofluídica del docente Harvey Zambrano, del Departamento de Ingeniería Química de nuestra FI UdeC, consiguió publicar como primer autor su artículo “Carbon Nanotubes as Thermally-Induced Water Pumps” en ACS Nano, una de las revistas con mayor prestigio en Nanotecnología, y cuyo factor de impacto es de 14 dentro de las publicaciones indexadas en del Institute for Scientific Information. 

Esta historia comienza el 2014, cuando Elton Oyarzua, egresado de Ingeniería Civil Química del DIQ, decide ingresar al doctorado del mismo departamento con Harvey Zambrano. Fue un desafío importante para él y para mí, porque él no tenía estudiantes de doctorado hasta ese entonces; por lo que yo sería el primero”, comenta Elton.

La idea de este proyecto doctoral fue -en simples palabras-, transportar fluidos en la nano escala. “El problema es que cuando se busca transportar fluidos en canales mega pequeños, mil veces inferior al diámetro de un cabello, los mecanismos para lograrlo se pierden. En la vida real pondríamos una bomba o soplaríamos, pero a nivel de nano escala esa capacidad no existe, entonces hay que estudiar cómo hacerlo. Y la herramienta que Harvey tenía en mente era aplicar un gradiente de temperatura, es decir, una alta temperatura por un lado -en la entrada de la cañería por así decirlo-, y una baja por el otro”, detalla Elton.

Con ese objetivo, la dupla estuvo los años posteriores analizando diferentes formas para alcanzar este desafío, que nunca antes se había comprobado de forma continua: “Se había logrado demostrar con gradientes de temperatura, pero sólo con gotas y sin que se moviese toda el fluido en el interior constantemente, como si fuese una bomba”, explica el alumno de Harvey Zambrano.

El camino no fue fácil para Elton, ya que hubo varios intentos antes de visibilizar uno seguro por dónde seguir. “Las cosas no estaban resultando; ese año -2015- fue muy frustrante, pero después de tantas experiencias computacionales, decidimos fijar unos átomos y nos dimos cuenta que el flujo se movía pero en otra dirección, ese fue el primer paso”.

Imagen conceptual del estudio

Con la constancia de copiloto, Elton cuenta cómo llegaron al resultado inicial, que les permitió avanzar en la investigación y conseguir la reciente publicación en ACS Nano. “Al final simplificamos todo, aplicamos a un tubo, una alta temperatura en un extremo, una baja en el otro, y fijamos átomos de carbono sistemáticamente, uno lo centramos sin moverlo, y dejamos que los otros se moviesen libremente; porque la gracia de los nanos tubos de carbono es que son flexibles, entonces es como una cañería que se sacude igual que un látigo y pasa agua dentro de él. De manera que aprovechamos la propiedad oscilante del nano tubo, fijamos átomos y se empezó a mover agua; esa fue la primera simulación exitosa”.

De ahí en adelante todo fue tomando un curso positivo para Harvey y su estudiante. Asistieron a dos conferencias de la APS (American Physical Society) –una en Boston y otra en Portland, Estado Unidos-, instancias que Elton describe como cruciales en el desarrollo de la justificación del proyecto, ya que le permitieron obtener la retroalimentación necesaria para mejorar ciertos aspectos. “Nos hicieron hartas preguntas que fueron el feed back para alimentar todo este proceso; en las dos conferencias nos dieron directrices de cómo seguir, entonces finalmente esas oportunidades sirvieron un montón para retroalimentarnos y discutir al respecto”.

Asimismo, el apoyo que consiguieron de destacados docentes internacionales, al compartir su experiencia en dichas conferencias, le sumaron orientación y respaldo al proyecto de los investigadores de la Universidad de Concepción. “Hemos liderado la investigación desde este laboratorio, con Elton como primer autor, pero ha habido una colaboración importante con científicos de Dinamarca, Suiza y Estados Unidos”, comenta Harvey Zambrano, con quien precisamente estaba el contacto con dichos académicos, pues éstos habían sido su padre y abuelos académicos en sus respectivos proyectos de investigación previos.

Ellos son Jens Honore Walther del Department of Mechanical Engineering, de la Technical University of Denmark; Petros Koumoutsakos, del Computational Science and Engineering Laboratory, del Department of Mechanical and Process Engineering, de la ETH Zúrich,  y Constantine M Megaridis, del Department of Mechanical and Industrial Engineering de la University of Illinois en Chicago.

Para el Dr. Zambrano este logro corresponde a una vía rigurosa de publicaciones que ha realizado Elton, donde ésta sería su cuarta publicación ISI, y cuyo ejemplo le gustaría se pudiese replicar con los demás estudiantes del laboratorio, del departamento y de la FI. Asimismo, destaca la importancia de la revista en el escenario mundial de las publicaciones científicas. “Esta es una revista ISI muy importante, con criterios de selección muy rigurosos, quizás uno de los más rigurosos del mundo, ya que tiene uno de los filtros más fuertes en la editorial y en la revisión. Esto se puede visualizar a través del factor de impacto, que es de alrededor de 14 actualmente, y podemos ver que en general en las publicaciones de esta facultad tienen un promedio de dos, entonces sin duda que es un artículo de un impacto tremendo, que le da una gran visibilidad a nuestro departamento y a la Facultad”.

Finalmente, en relación con las potenciales aplicaciones que pudiese tener esta investigación Elton comenta que, “la idea de transportar fluidos en la nano escala es darse un salto al futuro, cuando llegue el momento, debido a la eficiencia exigida, en que haya que disminuir toda la tecnología a canales mucho más pequeños, y que ahí puedan ver el artículo que hicimos y sepan que sí se puede transportar fluidos con gradientes de temperatura, y digan ok, fabriquémoslo”. 

El articulo completo puede ser leído aquí