Este profesor unicentralista es hoy uno de los investigadores más destacados en el campo de la ciencia de materiales y ha participado con éxito en dos récords Guinness en el campo de la física.

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Aunque nació en Armenia, el profesor José Augusto Galvis Echeverri ha vivido la mayor parte de su vida en Bogotá. Desde muy joven, su interés por la física se manifestó en un sobresaliente promedio académico que le hizo merecedor, en dos oportunidades, de la matrícula de honor en la Universidad Distrital, donde cursó su pregrado e inició una brillante carrera que hoy lo posiciona como un destacado investigador en el campo de la ciencia de materiales.  

Es magíster en física de la Universidad de los Andes y doctor en física de la materia condensada y nanotecnología de la Universidad Autónoma de Madrid, gracias a una beca del Gobierno español. Actualmente adelanta estudios posdoctorales en el Laboratorio Nacional de Altos Campos Magnéticos de la Universidad de la Florida, Estados Unidos, donde se desempeña como científico y participa en el estudio de materiales superconductores.

 

Materiales superconductores, la tecnología del futuro

Entre 2009 y 2013, durante su estancia en España, el profesor Galvis trabajó en la elaboración de microscopios de efecto túnel, dispositivos que permiten visualizar los átomos y las propiedades electrónicas de ciertos materiales, durante fases condensadas de la materia. Lo cual es posible sometiendo dichos materiales a condiciones de enfriamiento extremo y a altos campos magnéticos.

Uno de los descubrimientos más relevantes de los estudios adelantados en ese entonces por el docente unicentralista y el grupo de investigadores con el que colaboraba, concluyó que es posible incrementar la temperatura crítica de enfriamiento a la que un material se vuelve superconductor en casi diez veces, aumentando las posibilidades de observar su estructura atómica, su comportamiento y posibles aplicaciones.  

 

Los materiales en estado superconductor o superconductores se encuentran en una fase en la que los electrones pueden moverse libremente sin producir disipación de energía en forma de calor, por ejemplo, y sus aplicaciones podrían mejorar sustancialmente el desarrollo de dispositivos tecnológicos como baterías y motores de muy bajo consumo

 

Con este trabajo, el profesor Galvis obtuvo el título Doctor Cum Laude de la Universidad Autónoma de Madrid, en diciembre de 2013, y al año siguiente se vinculó como docente al Departamento de Ciencias de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas de la Universidad Central, donde se desempeñó como docente e inició su participación en el Clúster de Investigación en Ciencias y Tecnologías Convergentes (NBIC).

 

Récord Guinness y superimanes

En esa misma época recibió una invitación del Laboratorio Nacional de Altos Campos Magnéticos de la Universidad del estado de la Florida, Estados Unidos, para realizar estudios posdoctorales, asesorando la construcción de microscopios de efecto túnel y adquiriendo nuevas técnicas para el estudio de materiales superconductores.  

El Laboratorio Magnético de Florida, que ha logrado varios récords mundiales en esta área, es el único con los medios tecnológicos capaces de generar el campo magnético más alto creado por el hombre: 100 teslas —un tesla equivale aproximadamente a 20 veces el campo magnético de la Tierra—. Sin embargo, este campo generado artificialmente solo puede existir por un periodo cercano a un segundo, con lo cual no es posible hacer mediciones de los materiales que a él se someten. 

Así las cosas, el reto empezaría por construir un imán especial que, combinando cables de cobre comunes y cables superconductores, fuera capaz de generar como mínimo 45 teslas de corriente directa, que pudieran mantenerse de forma constante. “Y así lo hicimos, ese fue el Guinness Record que obtuvimos en 2015”, comenta con entusiasmo.

Este avance derivó en el desarrollo de nuevos ‘superimanes’, utilizados para generar imágenes de alta resolución de materiales (incluyendo materia viva), a través de resonancia magnética nuclear. Esto significa que con la ayuda de campos magnéticos muy altos se hacen resonar los núcleos de los átomos para crear desde la imagen de una molécula, pasando por la imagen de la parte interna de un ojo hasta la de un cerebro.

 

El  Laboratorio Nacional de Altos Campos Magnéticos contaba con el equipo de resonancia magnética capaz de generar imágenes con la mejor resolución del mundo: 20 teslas. Recientemente, con la participación del profesor Galvis, obtuvo un nuevo Guinness Record, gracias a un equipo capaz de generar 36 teslas de campo magnético. “Nos superamos a nosotros mismos, ahora podremos ver materiales que antes no podíamos ver”. 

 

Además, Galvis investiga un nuevo material superconductor para demostrar que en función del campo magnético sus propiedades siguen la teoría de criticalidad cuántica, según la cual las propiedades electrónicas de un elemento presentan ciertos comportamientos cuando el estado superconductor desaparece. Desde su perspectiva, este descubrimiento aún no tiene aplicaciones tecnológicas directas, pero es fundamental en el entendimiento de las propiedades de los superconductores.

 


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Nuevo imán hibrido de 36T.

De vuelta a la UC  

En la actualidad también se realizan estudios con materiales semiconductores a temperatura ambiente. Por ello, una vez finalizados sus estudios posdoctorales en Florida, el profesor Galvis volverá a la Universidad Central para continuar colaborando con el Clúster de Investigación e iniciará un proyecto para estudiar las propiedades electrónicas de un tipo de semiconductores especiales que se perfilan como el futuro de la nanoelectrónica.    

Durante el tiempo que ha permanecido en el Laboratorio, donde trabaja con su esposa Paula Giral (científica e investigadora, experta en crecimiento de materiales), este incansable detective de las propiedades de la materia ha seguido vinculado y trabajando con la Universidad Central. 

Aquí, lidera la construcción de un microscopio de efecto túnel con el apoyo del Clúster de Investigación de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas. Este equipo, al igual que uno de microscopía de fuerza atómica adquirido recientemente, formará parte del laboratorio de la maestría en Nanotecnología, que ofrecerá próximamente la Universidad.

Esto le permitirá a la Universidad comenzar a investigar en ciencias básicas y ciencias aplicadas y lograr colaboraciones alrededor de todo el globo. Además, gran parte de la tarea de las universidades es desarrollar algo que se pueda aplicar y que impacte directamente a toda la sociedad”, afirma el experto.  

En sus palabras

La visión del profesor Galvis sobre el panorama actual de la investigación en Colombia es optimista:

Actualmente, hay muchísimo por lo que trabajar, se sienten cambios, pues no solo las universidades están girando en esa dirección, sino que el Gobierno está apoyando económicamente proyectos de investigación y existe talento humano. Tenemos muchos profesores con título doctoral y carreras brillantes, capaces de hacer que en unos años seamos líderes en temas de biotecnología, nanotecnología y en la convergencia de estas dos, uno de los objetivos principales del Clúster".  

"Estudiamos materiales que tengan posibles aplicaciones en electrónica, queremos saber cuáles son las estructuras atómicas que favorecen las propiedades que pueden ser usadas para dar solución a carencias como componentes electrónicos que aún no existen, detección de patógenos o descontaminación del agua, todo desde el enfoque de la bio y la nanotecnología”.

Los resultados más relevantes de las investigaciones del profesor Galvis pueden consultarse en las siguientes referencias:

Physica C: Superconductivity and its Applications 

Rev. Sci. Instrum. 86, 013706 (2015)
Phys. Rev. B 92, 054507 (2015)
Phys. Rev. B 89, 224512 (2014)
Phys. Rev. B 87, 094504 (2013)
Phys. Rev. B 87, 214504 (2013)  

Laura Zoar Blanco Adarve
Coordinación de Comunicaciones
Bogotá, D. C., 18 de enero de 2017 
Imágenes:  cortesía Dr. José Augusto Galvis

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