El IPN crea diapasones micrométricos para aplicaciones biomédicas

Alumnos del Centro de Investigación en Computación (CIC) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), en México, se dieron a la tarea de diseñar dispositivos que se usan en el campo de los microsistemas, llamados diapasones micrométricos, los cuales son generadores de tonos, que sirven en el diseño de acelerómetros, giroscopios, biosensores y en aplicaciones biomédicas, entre otras.

El propósito fundamental de Germán Quiroz Merino y Rodolfo Sánchez Fraga, alumnos del programa de Doctorado en Ciencias de la Computación del CIC, es utilizarlo como detectores de cambios de frecuencia que puedan ser aplicados en dispositivos que ayuden al campo de la biomedicina.

A nivel macroscópico, en la vida cotidiana los diapasones son utilizados principalmente para afinar instrumentos musicales, pero a nivel microscópico se busca comprobar el principio de resonancia y que sea empleado como un sensor que registre el crecimiento de ciertas bacterias. De ese modo en relación al aumento de masa se genera un cambio en la frecuencia de resonancia.

“Uno de los comportamientos que presentan los diapasones es que son sensibles a un fenómeno llamado simpatía acústica, donde se hace resonar una segunda estructura como consecuencia de la oscilación de la primera. Para que esto ocurra depende de los modos y frecuencias de la resonancia que tenga cada una, así como el medio en el que se propague la onda acústica”, detalló Germán Quiroz del CIC.

La utilidad de las estructuras en la parte académica se debe a que se presentan diferentes formas de actuar de manera electrotérmica y electrostática, así como diferentes principios para detectar la oscilación de la estructura resonadora, la cual va desde el uso de un microscopio, hasta el desvío de un láser incidente en la superficie.

Estas estructuras fueron propuestas de acuerdo con el proceso y reglas de diseño del PolyMUMPS, la cual es una plataforma de tecnología que permite fabricar dispositivos microelectromecánicos llamados (MEMS). Gracias a ello pueden manipularse diferentes capas estructurales con espesores que van desde los 0.5 a los 2 micrómetros.

El proceso está basado en cómo se fabrican los circuitos integrados modernos y parten del uso de materiales como el silicio. Para ello se diseñan máscaras y a partir de un proceso de fotolitografía, se transfiere un patrón a una resina sensible a la luz, similar al proceso de serigrafía, pero a nivel microscópico.

“Con la plataforma PolyMUMPS se logra el proceso de fabricación de microestructuras con parámetros bien definidos y que utiliza las técnicas de fabricación estándares utilizados en la industria de la microelectrónica” añadió el politécnico.

El otro propósito de este proyecto es demostrar que el diseño de microestructuras es importante para la formación del ingeniero a nivel de la licenciatura y así evitar que se retrase el desarrollo de estas habilidades hasta que se cursa una maestría o un doctorado.

Respecto a ello, el grupo del CIC participó en la competencia internacional “University Alliance Design Competition 2015”, en la Universidad de Nuevo México, Estados Unidos, donde presentaron este proyecto y buscaron promover una clase especializada en tecnología microtecnológica aplicada a campos de biomedicinas o sensores.

Los maestros Germán Quiroz y Rodolfo Sánchez son los únicos estudiantes que han representado al IPN en los últimos 3 años en esta competencia. También han establecido vínculos de cooperación con el comité organizador para continuar su participación con otros proyectos de investigación. (Fuente: AGENCIA ID/DICYT)