Analizan en la BUAP propiedades ópticas en fósiles

Analizan en la BUAP propiedades ópticas en fósiles

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La luz que emite un objeto tiene la capacidad de brindar información sobre sus características y estructura. A partir de esta propiedad, en el Laboratorio de Materiales de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la BUAP, que dirige el doctor Rodolfo Palomino Merino, se analizan las propiedades ópticas en muestras de fósiles de la región de Valsequillo, con el propósito de encontrar nuevos materiales con variadas aplicaciones.

La intención es hallar nuevos materiales o una variedad de hidroxiapatita, presente en la estructura cristalina de fósiles, específicamente dientes de bisonte y mamut, susceptible de ser sintetizada para aplicarse en recubrimientos para hueso,  dispositivos luminiscentes, dispositivos optoelectrónicos y dosímetros para medir variación, entre otras posibilidades.

Palomino Merino explicó que este proyecto parte de la colaboración que se estableció con el Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH) en Puebla y académicos de la UNAM para determinar aspectos como la datación, estructura y diferencias de cinco muestras de dientes fósiles de un mamut (Mammuthus columbi), un caballo Equus mexicano y un bisonte (Bison antiquus).

“Se trata de un proyecto multidisciplinario, porque estamos en colaboración con el INAH que ha facilitado muestras de fósiles, algunas de la región de Valsequillo. Se trata de dientes de mamut y lo que estamos haciendo es analizar el material”.

El también especialista en Ciencia de Materiales analiza estos y otros compuestos que pueden abarcar desde la síntesis hasta la caracterización, ya que asegura, la cantidad de posibilidades para estudiar un fósil con todas las técnicas que hay en México es muy amplia. En este caso, el estudio se ha concentrado primero en la datación y posteriormente en la estructura del material.

Aproximándose a la edad

El Laboratorio de Materiales recibió por parte del INAH cinco muestras de fósiles, específicamente dientes de mamut (Mammuthus columbi), de un caballo Equus mexicano y de un bisonte (Bison antiquus). Para iniciar con el estudio y conocer primero la antigüedad de la pieza se recurrió a dos técnicas de datación.

“Estos análisis los hicimos en colaboración con el laboratorio LEMA (Laboratorio Nacional de Espectrometria de Masas con Aceleradores) del Instituto de Física y el Instituto de Ciencias Nucleares, ambos de la UNAM, porque también se utilizó la datación a partir de termoluminiscencia”, añadió Palomino Merino.

El primer resultado que se obtuvo fue solo de una muestra, la del Bison antiquus, que registró un promedio de edad de 12 mil años, lo que implica que se trató de una especie que conoció el hombre y que además habitaba cerca de Ciudad Universitaria. Las otras muestras no arrojaron resultados.

El investigador explicó que estos estudios llevan un proceso físico químico que se realiza antes de empezar la etapa final del análisis, básicamente el proceso es obtener el colágeno y a partir de este carbón grafito, con el cual se estima la edad en el laboratorio. Esto conlleva a que algunas muestras, por sus propias características, ya no cuenten con colágeno en su estructura.

De las cinco muestras, cuatro no presentaron colágeno, lo que impidió los resultados. Para realizar estas pruebas se necesita un peso aproximado de 3 gramos de muestra, por lo que ahora el doctor Palomino Merino gestiona con el INAH más donación de muestras. Vale la pena mencionar que los fósiles no son destruidos y que solo se utilizan especímenes que ya se encuentran deteriorados obteniendo una muestra del polvo que se ha generado a lo largo de los años.

“Otra técnica que se probó fue la de termoluminiscencia. Lo que se hace es radiar el fósil y luego la muestra es “leída”; es decir, se calienta a una cierta temperatura para poder observar la luz que emite. A partir de los datos que arroja esa luz, mediante un modelo establecido se puede determinar la edad aproximada del fósil. El proceso químico de limpieza de la muestra no ha permitido culminar con esta técnica y se requiere de mayor cantidad de muestra del fósil, pero se estima que para inicios del 2019 se culminará con este análisis.

Estructura del fósil

La  siguiente parte de este proyecto implica cuestionarse qué tipo de propiedades ópticas tiene el fósil. Para dar respuesta, Palomino Merino explicó que es necesario pasar por un proceso que determine primero el tipo de estructura que tiene, específicamente el tipo de cristal con el que se está formado el diente.

El resultado, asegura, se asemejó a lo que esperaban, en su estructura el contenido fue en su mayoría hidroxiapatita, un mineral que es el componente principal de todos los huesos.

No obstante, la intención una vez que se estableció el contenido de este mineral en cada una de las muestras, es el estudio de las propiedades ópticas de estos fósiles mediante la espectroscopia de ultravioleta visible, para determinar las propiedades físicas del material y encontrar diferencias entre la hidroxiapatita de un hueso actual con la hidroxiapatita del fósil.

“Lo siguiente es pasar con las Espectroscopias Raman que nos ayudan a confirmar el tipo de estructura cristalina con la que está formada la hidroxiapatita. El estudio de la fotoluminiscencia sirve básicamente para saber si ese material con el tiempo que ha transcurrido ha registrado un proceso natural en el que ciertos iones se han intercalado dentro de la hidroxiapatita y la hacen que sea diferente, pero eso solo lo podremos ver con el tipo de luz que emitan esos iones dentro de la estructura cristalina”, señaló.

Ese proceso, finalizó Rodolfo Palomino, ya fue terminado y en consecuencia está por publicarse un artículo. Lo que sigue es obtener mayores muestras, realizar los análisis y combinar las caracterizaciones que se puedan obtener para buscar la síntesis de un nuevo material.

Este trabajo multidiciplinario se lleva a cabo con la colaboración de Francisco Javier Jiménez-Moreno, de la Facultad de Ciencias Biológicas de la BUAP, Zaid Lagunas-Rodríguez, del INAH-Puebla, Gerardo Carbot-Chanona, del Museo de Paleontología “Eliseo Palacios Aguilera”, de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, Epifanio Cruz Zaragoza, del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, José Eduardo Espinosa Rosales y Ricardo Agustín Serrano, de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la BUAP.

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