{"id":88815,"date":"2009-07-01T00:00:00","date_gmt":"2009-07-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2009\/07\/01\/marcadores-de-colores\/"},"modified":"2017-01-26T18:59:21","modified_gmt":"2017-01-26T20:59:21","slug":"marcadores-de-colores","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/marcadores-de-colores\/","title":{"rendered":"Marcadores de colores"},"content":{"rendered":"

\"quimica\"Eduardo Cesar<\/span><\/a>Los billetes recubiertos con pel\u00edculas polim\u00e9ricas sumamente delgadas y transl\u00facidas pueden convertirse en una soluci\u00f3n moderna para garantizar la autenticidad de la moneda de un pa\u00eds. Al ser iluminados con luz ultravioleta, por ejemplo, \u00e9stos emiten como respuesta una luminiscencia rojiza que comprueba la veracidad del papel moneda. Este recurso tecnol\u00f3gico, que puede extenderse a otros productos pasibles de falsificaci\u00f3n, tales como pasaportes, c\u00e9dulas de identidad o registros de conducir, adem\u00e1s de documentos oficiales, se halla en proceso de patentado por parte de la Agencia USP de Innovaci\u00f3n, que administra las patentes de la Universidad de S\u00e3o Paulo. El grupo de inventores cuenta con la direcci\u00f3n del qu\u00edmico Hermi Felinto de Brito, profesor del Instituto de Qu\u00edmica de la USP, quien desde la d\u00e9cada de 1980 trabaja con los elementos qu\u00edmicos denominados tierras raras, la materia prima que forma parte de estas pel\u00edculas polim\u00e9ricas.<\/p>\n

Las tierras raras son en realidad metales y componen un grupo de 15 elementos conocidos bajo la denominaci\u00f3n de lant\u00e1nidos los comprendidos en la Tabla Peri\u00f3dica entre el lantano (La) y ellLutecio (Lu) aparte de otros dos, el escandio (Sc) y el itrio (Y). El t\u00e9rmino rara se otorg\u00f3 a este grupo de elementos porque en la \u00e9poca del descubrimiento de los primeros representantes del mismo, que presenta propiedades muy similares entre s\u00ed, en el siglo XVIII, adem\u00e1s de ser de dif\u00edcil separaci\u00f3n de otros minerales, s\u00f3lo se encontraban en Escandinavia, en Europa. Actualmente son hallados en todo el mundo. En Brasil, el 10\u00ba productor mundial, son comunes en las arenas monac\u00edticas de la regi\u00f3n sudeste. En cuanto a la designaci\u00f3n de tierras, la explicaci\u00f3n reside en que inicialmente fueron aislados en forma de \u00f3xidos, en composici\u00f3n con el ox\u00edgeno, sustancias que en la \u00e9poca recib\u00edan el nombre de tierras. Aunque poco populares, estos elementos poseen propiedades luminiscentes y se utilizan, por ejemplo, en l\u00e1mparas fluorescentes, aparatos de diagn\u00f3stico m\u00e9dico y para formar las im\u00e1genes en las pantallas de televisores, computadoras y celulares. Pese a colorear las pantallas de televisi\u00f3n, en la naturaleza los metales tierras raras no son demasiado llamativos. Normalmente var\u00edan entre el gris oscuro y plateado y son blandos y flexibles. Pero se vuelven atrayentes bajo la forma de iones (\u00e1tomos o mol\u00e9culas con p\u00e9rdida de electrones) para algunas tecnolog\u00edas, debido a su capacidad de emitir luz de colores, luego de ser sometidos a una fuente de excitaci\u00f3n, que puede ser radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica (rayos X, ultravioletas, luz visible, infrarrojo), un haz de electrones, calor, electricidad, energ\u00eda mec\u00e1nica, y reacciones qu\u00edmicas o biol\u00f3gicas.<\/p>\n

En el caso de algunos elementos del grupo de las tierras raras bajo la forma de iones, tales como el europio (Eu), el terbio (Tb) y el tulio (Tm), cuando son sometidos a la radiaci\u00f3n ultravioleta, emiten los colores primarios, rojo, verde y azul respectivamente. Para que un material emita luz es necesario que absorba una cantidad suficiente de energ\u00eda proveniente de una fuente de excitaci\u00f3n, dice Brito, como por ejemplo, en el fen\u00f3meno denominado persistencia lum\u00ednica. Esto sucede porque, al ser excitados, los electrones de estos materiales absorben y acumulan la energ\u00eda que reciben. Una vez que cesa la excitaci\u00f3n, se relajan paulatinamente y retornan a su estado normal, liberando durante el proceso el exceso de energ\u00eda adquirida en forma de fotones, que componen la luz visible, o la luz de color emitida por el material. Existen dos formas en que puede ocurrir esta emisi\u00f3n: una r\u00e1pida, denominada fluorescencia, en la que todo el proceso se realiza en un lapso muy corto (nanosegundos), y otra m\u00e1s lenta, la fosforescencia, que puede persistir durante un lapso muy largo, que var\u00eda desde milisegundos hasta horas.<\/p>\n

\"quimica\"Eduardo Cesar<\/span><\/a>Para que eso ocurra, sin embargo, los investigadores tienen que superar otra propiedad de los iones tierras raras. \u00c9stos presentan bajo coeficiente de absortividad molar, o sea, absorben poca energ\u00eda de las fuentes de excitaci\u00f3n, explica Brito. Para superar esta deficiencia, utilizamos aniones (mol\u00e9culas org\u00e1nicas) como ligantes, o tambi\u00e9n mol\u00e9culas neutras consideradas donantes de pares de electrones, con el objetivo de colectar la luz de manera eficaz.<\/p>\n

En t\u00e9rminos pr\u00e1cticos, el i\u00f3n tierra rara queda envuelto por mol\u00e9culas org\u00e1nicas, tales como dicetonatos, carboxilatos y sulf\u00f3xidos. Son estos ligantes los que absorben la energ\u00eda de excitaci\u00f3n con mayor eficiencia y la transfieren al i\u00f3n tierra rara, que luego la libera bajo la forma de luz de color.<\/p>\n

M\u00e1s barato
\n<\/strong>De acuerdo con Brito, la cantidad investigaciones sobre fotoluminiscencia de las tierras raras est\u00e1 aumentando significativamente en el mundo, debido a las prometedoras propiedades \u00f3pticas de esos sistemas. Varios compuestos elaborados con estos metales ya est\u00e1n siendo aplicados, por lo tanto debe considerarse el estudio de dise\u00f1o<\/em> molecular (s\u00edntesis) que existe detr\u00e1s de esos productos, dice Brito. La reducci\u00f3n de su precio tambi\u00e9n contribuye al aumento del inter\u00e9s cient\u00edfico y tecnol\u00f3gico por esos materiales. Hace diez a\u00f1os, los compuestos elaborados con tierras raras eran muy caros, pero ahora, el precio ha ca\u00eddo bastante, explica. Para nuestras investigaciones, normalmente utilizamos sistema de dopaje (apenas un 1% de tierras raras), lo cual tambi\u00e9n abarata el producto. El elemento menos abundante de esa serie, el tulio, es m\u00e1s com\u00fan en la naturaleza que el oro, la plata y el platino. A efectos comparativos, se calcula que la corteza terrestre contiene un 0,02% de lant\u00e1nidos y 0,00002% de plata. Siendo as\u00ed, el tulio es mil veces m\u00e1s abundante que el metal precioso.<\/p>\n

En la USP, Brito utiliza la estrategia de preparaci\u00f3n de una serie de nuevos compuestos de tierras raras altamente luminiscentes que pueden utilizarse como dispositivos moleculares emisores de luz. En total, \u00e9l y su grupo ya crearon y probaron alrededor de 200 compuestos elaborados con base en dichos elementos, como son el europio, el terbio y el tulio. Incorporan, principalmente, los dos primeros elementos con un pl\u00e1stico y producen una fina pel\u00edcula. ese film polim\u00e9rico dopado presenta una caracter\u00edstica bicolor, que, bajo la acci\u00f3n de radiaciones en diferentes longitudes de onda, emite distintos colores, explica Brito. Cuando es excitado con una l\u00e1mpara ultravioleta, que tiene corta longitud de onda (255 nan\u00f3metros), emite un color verde. Si fuera excitado con una luz con longitud de onda un poco m\u00e1s larga (365 nan\u00f3metros), emite el rojo. Una de las ventajas de este sistema bicolor reside en la utilizaci\u00f3n para la identificaci\u00f3n de la legitimidad de documentos con mayor seguridad y precisi\u00f3n, por poseer dos marcadores \u00f3pticos dentro de un mismo sistema.<\/p>\n

\"quimica\"<\/a>Seg\u00fan Brito, aparte de la capacidad para emitir dos colores, la estabilidad t\u00e9rmica y la facilidad del procesamiento de esa pel\u00edcula dopada con iones tierras raras hacen de ella un material atractivo para varias aplicaciones como marcadores fot\u00f3nicos. Estos materiales pueden aplicarse en el \u00e1rea de seguridad, como es el caso de una impresi\u00f3n digital, por ejemplo, en los billetes. Brito revela que la patente depositada por la USP en el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INPI) atinente a la pel\u00edcula polim\u00e9rica bicolor, llam\u00f3 la atenci\u00f3n de los t\u00e9cnicos del Banco Central, quienes han demostrado inter\u00e9s en conocer la tecnolog\u00eda para su posible uso como marcador de billetes de reales. Brito dice tambi\u00e9n que los billetes de euros ya poseen estos marcadores, pero elaborados con otros compuestos.<\/p>\n

El proyecto
\n<\/strong>Preparaci\u00f3n y estudio fotoluminiscente de la persistencia luminosa de los materiales dopados con iones tierras raras\u00a0(n\u00ba\u00a005\/01216-0<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Apoyo Regular a Proyecto de Investigaci\u00f3n;\u00a0Coordinador
\n<\/strong>Hermi Felinto de Brito USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 191.572,77 y US$ 6.076,94 (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Los materiales luminiscentes verifican la autenticidad de billetes y documentos","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[328],"coauthors":[112],"class_list":["post-88815","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/88815","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=88815"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/88815\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=88815"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=88815"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=88815"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=88815"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}