Noticio
Fecha: 30 de Abril de 2019
Edición: Mayo 2019 No. 19
Mauricio Flores | Publicaciones científicas | Visto 1391 veces
Ulises R. Meza (Estudiante CIO), Bernardo S. Mendoza (CIO), W. Luis Mochán
“Second-harmonic generation in nanostructured metamaterials”
Physical Review B
Los metamateriales son un medio o materia estructurada artificialmente que presentan propiedades electromagnéticas no encontradas en ninguna otra materia o material de la naturaleza; las propiedades adquiridas de estos son debido a las características de la estructura artificial en sí, más que debido a sus constituyentes elementales. En un metamaterial nanoestructurado, se combinan dos tipos de materiales “normales” que interactúan en formas geométricas diseñadas a placer para provocar una interacción electromagnética que conlleve al metamaterial a superar sus propiedades ópticas cuando se comparan con materiales estándares encontrados en la naturaleza. El término nanoestructurado se refiere a que el tamaño de los materiales combinados, tienen dimensiones de unos cuantos nanómetros (1 x 10-9 metros, 100 mil veces más delgado que el grosor promedio de un cabello humano). Cuando a un metamaterial nanoestructurado se le realiza una inclusión geométrica, se modifican sus propiedades ópticas. Estas inclusiones se refieren a una modificación geométrica controlada representada por provocar un boquete en la estructura del metamaterial. Las inclusiones pueden ser centrosimétricas o modificar su geometría para que no lo sean. En este artículo, los autores presentan una teoría en la cual pueden calcular la geometría de un sistema de este tipo a partir de su polarización no lineal, mediante algoritmos numéricos. De esta forma, los autores demuestran que es posible utilizar inclusiones geométricas en ciertos metamateriales nanoestructurados para controlar ciertas propiedades ópticas del mismo. Aplicaciones potenciales estarían enfocadas, por ejemplo, a mejorar la multiplexación de datos en fibras ópticas estándares utilizadas para comunicaciones ópticas.
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.99.125408
Sergio Calixto (CIO), Valeria Piazza (CIO), Virginia Francisca, Marañon-Ruiz
“Stimuli-responsive systems in optical humidity-detection devices”
Materials
La medición de la humedad relativa (HR) en el ambiente es importante para diversas aplicaciones de la actividad humana como lo son la realización de ciertos experimentos de laboratorio en ambientes controlados. Muchos dispositivos diseñados para este fin son electrónicos lo que implica que, bajo ciertas atmosferas de gases explosivos, es altamente riesgoso su uso. Como alternativa se han sugerido materiales poliméricos definidos como sistemas de estímulo-respuesta. Estos presentan cambios cuando son sujetos a parámetros externos como el PH, temperatura, solventes, radiación, campos eletromagnéticos y algunos detonadores químicos como la glucosa. Es entonces que un estímulo específico puede disparar cambios contundentes o graduales que se generan dependiendo de los niveles específicos del estímulo; estos cambios son reversibles. Es por esto que los estudios de nuevos polímeros con propiedades dinámicas, han sido ampliamente explorados. En este trabajo, los autores proponen el uso de materiales tipo estímulo-respuesta poliméricos para detectar niveles de HR, siendo su principal característica el ser hidrofílicos (fácilmente estimulados por humedad). Como principio de funcionamiento, estos polímeros hidrofílicos absorben moléculas de agua que quedan atrapadas en la red molecular de la película polimérica. El resultado es un engrosamiento de la película polimérica, lo que cambia alguna de sus propiedades ópticas como lo es el índice de refracción. Utilizando el principio de funcionamiento de una rejilla de difracción, los cambios en la película pueden ser detectados, ya que una fina rejilla de difracción puede ser grabada sobre la superficie de la película polimérica, lo que se traduce en que las intensidades de los patrones de difracción de una luz incidente sobre este material cambiarán con respecto al engrosamiento de la misma. A partir de este principio, es posible obtener una gráfica que relacione la intensidad de los patrones de difracción como función de la HR
Aarón de Jesús Palacios-Rodríguez (Estancia CIO), Mauricio Flores-Moreno (CIO), Laura Edith Castellano, Ramón Carriles (CIO), Iraís Quintero-Ortega, Mario Murguía-Pérez, Guillermo Cruz, Juan Vargas-Mancilla, Arturo Vega-González, Birzabith Mendoza-Novelo
“Effect of varying the crosslinking degree of a pericardial implant with oligourethane on the repair of a rat full-thickness abdominal wall defect”
Journal of Biomaterials Applications
En el estudio de implantes biológicos en ingeniería de tejidos, la estabilidad y bioactividad de estos son controlados a partir del proceso conocido como entrecruzamiento de colágeno. El entrecruzamiento de colágeno en biomateriales, es fundamental para incrementar la estabilidad y reducir la degradación de, por ejemplo, un implante de tejido. En este trabajo, los autores proponen una metodología útil para controlar el nivel de entrecruzamiento de colágeno en implantes enfocados a reconstruir defectos en la pared abdominal de ratas de laboratorio. El método se basa en la utilización de oligouretanos en estos implantes entrecruzados. El estudio sigue la evolución de implantes abdominales a partir de tejido de pericardio bovino, el cual se procesa para obtener al menos dos grados de entrecruzamiento, al ser injertados en la pared abdominal defectuosa de ratas de laboratorio. El seguimiento ha demostrado que posterior al implante, la biodegradación has sido retardada. También se proporciona un estudio imagenológico de las fibras de colágeno de los implantes utilizando metodologías basadas en la generación de segundo armónico del colágeno. Estos resultados sugieren que controlar el grado de entrecruzamiento en implantes modificados con oligouretanos, puede ser una estrategia exitosa para balancear la biodegradación y remodelación en la reparación quirúrgica de tejidos suaves.
Manuel Servín (CIO), Moises Padilla (CIO), Ivan Choque (Estudiante CIO), Sotero Ordoñez (Estudiante CIO)
“Phase-stepping algorithms for synchronous demodulation of nonlinear phase-shifted fringes”
Optics Express
En metrología óptica, los algoritmos síncronos basados en el desplazamiento controlado de la información de fase de interferogramas, estiman la medición de fase en términos de franjas de interferencia moduladas por una portadora con respecto a una referencia lineal. La señal portadora lineal de un interferograma, es obtenida a partir de dispositivos de retroalimentación, de lazo cerrado o bien mediante dispositivos piezo-eléctricos de microdesplazamiento. Cuando se analiza el espectro de Fourier de estas portadoras lineales, es constituido por deltas de Dirac exclusivamente. En el caso de la existencia de desplazamientos de fase no lineales o no controlados, el espectro de Fourier de esta portadora resulta en un ensanchamiento del espectro. En el proceso de lidiar con este problema, se utilizan precisamente algoritmos síncronos de desplazamiento de fase controlado para demodular interferogramas con pasos de fase no lineales. El costo es la presencia de un término conocido como pistón espurio, el cual erróneamente se interpreta como un cambio físico real en un objeto caracterizado con interferometría. En este trabajo, los autores delimitan matemáticamente el origen de esté término espurio y proponen el diseño de algoritmos de desplazamiento de fase síncronos no lineales para lidiar con este problema.
Bogdan Opanchuk, Laura Rosales-Zárate (CIO), Margaret D. Reid, Peter D. Drummond
“Robustness of quantum Fourier transform interferometry”
Optics Letters
En este trabajo, los autores analizan el efecto de la decoherencia y ruido existente en la inteferometría cuántica a partir del análisis de su transformada de Fourier. La decoherencia cuántica explica el proceso de como un estado cuántico entrelazado puede dar lugar a un estado físico clásico (no entrelazado), es decir, en qué momento un sistema físico ya no presenta efectos cuánticos y exhibe un comportamiento clásico. El método de “muestreo de bosones” es una técnica empleada para analizar redes fotónicas lineales. El análisis se basa en el muestreo de bosones en una red fotónica, utilizada para medir gradientes de fase óptica a partir de correlaciones cuánticas de alto orden. Este tipo de metrología contemporánea, es robusta inclusive a cambios de fase óptica debido a la decoherencia intrínseca del sistema cuántico.