Joselyn Benalcázar, la ecuatoriana que investiga cómo controlar la luz con nanotubos de carbono

Desde Yachay hasta Viena: la física Joselyn Benalcázar investiga nanotubos de carbono que podrían revolucionar la energía solar.

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Cuando los nanotubos se separan por diámetro, el material que está en suspensión adquiere un color específico. Para Joselyn Benalcázar, doctora en Física, esa escena en la Universidad Metropolitana de Tokio marcó un antes y un después en su carrera. Era la confirmación de que podía manipular, a escala nanométrica, cómo la luz interactúa con la materia. Hoy, con un doctorado en la Universidad de Viena-una institución que ha formado a 10 premios Nobel- su investigación abre puertas para que la energía solar sea más eficiente y para que sensores ópticos detecten señales con una precisión inédita.

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👩‍🔬 ¿Quién es Joselyn Benalcázar?

Nació en Ibarra (Imbabura) y estudió en la Unidad Educativa Sagrado Corazón de Jesús, donde eligió la especialización fisicomatemática. “Desde que tengo memoria me gustaron las matemáticas; siempre fue mi materia favorita y se me hacía muy fácil”.

En 2014 ingresó a Yachay Tech, la universidad pública de Urcuquí-Imbabura dedicada a la ciencia y la innovación. Allí se formó en Ingeniería en Nanotecnología. Su primer gran logro llegó con un nanocompuesto de plata y grafeno que mejoraba propiedades antibacterianas, un trabajo publicado en la American Chemical Society.

Después obtuvo una beca para Viena, donde se integró al grupo de investigación Estructuras Híbridas
Adaptadas, de la científica ecuatoriana Paola Ayala. Inició su proyecto sobre nanotubos de carbono hasta concluir su tesis doctoral. “Mi camino demuestra que es posible hacer ciencia de nivel internacional partiendo desde Ecuador”.

🔬 ¿Qué significa su investigación?

Los nanotubos de carbono son cilindros diminutos, formados por átomos de carbono, con un diámetro de un nanómetro (mil veces más delgado que un cabello humano). Según su geometría se comportan como metales o semiconductores. Esto los hace ideales para aplicaciones electrónicas y ópticas.

“Mi investigación fue de carácter experimental y se enfocó en estudiar las propiedades ópticas de nanotubos de carbono con diámetros cercanos a un nanómetro. Utilicé espectroscopía óptica para analizar cómo estos materiales absorben y emiten luz en el rango visible”, explica Benalcázar.

En términos prácticos, esto significa que podrían mejorar la eficiencia de los paneles solares y dar lugar a dispositivos emisores de luz más avanzados.

✨ ¿Por qué su estudio es relevante en Ecuador?

El hallazgo no es lejano. Joselyn asegura: “Optimizar la absorción y emisión de luz mediante nanotubos bien seleccionados puede mejorar la eficiencia de los paneles solares, permitiendo generar más electricidad por unidad de superficie y hacer que los sistemas solares sean más competitivos y útiles”.

Ecuador, con abundante radiación solar, podría beneficiarse. Las universidades Yachay Tech, USFQ y ESPOL ya trabajan en proyectos orientados a impulsar tecnologías más sostenibles.

El coordinador de posgrados de Yachay Tech, Carlos Reinoso, primero destaca tres factores en la formación de Joselyn: contó con profesores-investigadores de prestigio internacional; tuvo herramientas prácticas sólidas que le permitieron dar el salto a un doctorado en Viena. Destaca que desde quinto semestre reciben clases completamente en inglés, ventaja que abre puertas en el escenario internacional.

Por otra parte, cree que dominar la fabricación y el perfeccionamiento de los nanotubos es la clave para un futuro energético más eficiente y en el caso de Joselyn estar con el grupo de Viena permite un conocimiento profundo del comportamiento de nano escala y-agrega-que ella trabajó un tiempo en Japón, que es donde descubrieron a los nanotubos y siguen desarrollándolos.

Uno de los mayores desafíos es que, a nivel industrial aún no se logra producir nanotubos de carbono de un solo tipo de diámetro de manera controlada.
Uno de los mayores desafíos a nivel industrial es que aún no se produce nanotubos de carbono de un solo tipo de diámetro de manera controlada y a gran escala.

📊 Los datos clave de su investigación

  • Logró separar nanotubos de un solo diámetro. Para llevar estos hallazgos a aplicaciones industriales aún es necesario producir y separar nanotubos de manera controlada a gran escala.
  • Reportó propiedades ópticas inéditas: nanotubos “gemelos en espejo” que reaccionan de forma distinta a la luz polarizada.
  • Detectó que nanotubos con el mismo diámetro, pero distinta configuración electrónica presenta propiedades ópticas diferentes.
  • Sus resultados son ahora parte de una biblioteca experimental y base de datos que a futuro permitirá explorar otros tipos de nanotubos predichos teóricamente.

🚀 Los siguientes pasos de Joselyn Benalcázar

Joselyn se prepara para un postdoctorado en nanotubos inorgánicos, con miras a aplicaciones industriales. Pero su meta es clara: “A largo plazo, mi objetivo es regresar a Ecuador para compartir mi experiencia, formar estudiantes y desarrollar proyectos que conecten investigación con industria”.

Reinoso enfatiza que el futuro de los nanotubos no solo depende de la tecnología sino también del talento humano que, como Joselyn, sepan entenderlo y para esto se necesitan más jóvenes que se preparen en ciencias exactas: física, matemática, biología para integrarse a proyectos de frontera, que estén a la vanguardia entre la academia y la industria. Está convencido de que los científicos ecuatorianos pueden encontrar soluciones innovadoras, que sobrepasen a lo que hacen en otros países con el conocimiento, la tecnología y los equipos avanzados que hay en el país.

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