El actual desarrollo tecnológico alcanzado por la humanidad ha permitido el diseño y construcción de dispositivos de tamaño nanométricos para las más diversas aplicaciones en la electrónica, la óptica o mecánicas. De hecho, hoy en día la naturaleza nos sirve de inspiración. Las diferentes especies biológicas que habitamos el planeta poseemos miles de estructuras como proteínas, motores moleculares o células, entre otros, que desarrollan una amplia gama de funciones. Estas estructuras son nanodispositivos altamente especializados. La presente propuesta abarca dos grandes áreas: 1) nanoestructuras naturales como las encontradas en alas de mariposas y los ojos de trips y 2) nanoestructuras sintéticas tipo grafeno interactuando con átomos pesados y moléculas de agua. En la naturaleza existen diversas especies que presentan propiedades ópticas inusuales. Insectos con visión en el ultravioleta o propiedades iridiscentes en las alas de mariposas, en peces o aún en plantas. En Colombia se encuentran mariposas Greta oto y Morfo azul que presentan efectos iridiscentes. Así mismo se encuentran Trips (Frankliniella Occidentalis) que afectan los cultivos de flores de la sabana de Bogotá y generan grandes pérdidas económicas por las medidas fitosanitarias de los países a donde se exportan. Se consideran que los Trips tienen resolución espectral en el ultravioleta. En algunos insectos los colores son originados por pigmentos, mientras en otros es debido a las nanoestructuras que forman la superficie de las alas o caparazones. En este último caso los colores se originan en procesos de reflexión, dispersión, absorción o refracción de la luz incidente. Incluso en algunas especies la coloración depende del ángulo de observación, la llamada iridiscencia. Es decir, los colores exhibidos dependerán del proceso de interacción de la luz con las estructuras externas de los insectos. En forma semejante, la visión de los insectos está determinada por la interacción de la luz y las estructuras que componen sus ojos: ocelos y omatidios. Estas estructuras también se pueden entender como dispositivos nanotecnológicos. No obstante los esfuerzos realizados hasta la fecha, la iridiscencia, como fenómeno físico, en mariposas permaneces sin explicación al igual que el número de fotoreceptores que poseen los Trips sabaneros, hecho fundamental en la comprensión del comportamiento de estos insectos y aspecto clave en el diseño y construcción de trampas ópticas para un control eficiente de estos insectos. De otra parte, actualmente existe un gran interés en el estudio de las propiedades ópticas y electrónicas, entre otras, de sistemas bidimensionales tipo grafeno como el silicene, germanio o el fosforeno debido a las propiedades inusuales que presentan y que ampliarían las posibilidades del diseño de nanodispositivos. Un aspecto importante es el análisis de las interacciones con átomos pesados y moléculas de agua. Enfocar la investigación en este punto implica un avance significativo en la generación de nuevo conocimiento como también en ofrecer una visión en el campo de las aplicaciones, especialmente en contribuir con nuevos materiales en la optimización de filtros moleculares, por ejemplo. Esta es una de las motivaciones, dado que en Colombia se presentan altos índices de contaminación por mercurio y plomo. En Bogotá para el año 2013 de cada 10 personas 9 tienen en sus organismos estos elementos pesado, ocasionando un deterioro en su calidad de vida. El Grupo de Óptica e Información Cuántica y en particular el investigador principal de la propuesta han liderados diferentes estudios teóricos de sistemas 2D y experimentales de caracterización de estructuras biológicas. En este contexto, y como una extensión natural de la investigación la presente propuesta se desarrollará un estudio teórico y experimental de propiedades electrónicas y/u ópticas de nanoestructuras naturales y/o sintéticas.