{"id":90254,"date":"2011-06-01T00:00:00","date_gmt":"2011-06-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2011\/06\/01\/pequenas-herramientas-para-grandes-usos\/"},"modified":"2017-02-20T17:09:12","modified_gmt":"2017-02-20T20:09:12","slug":"pequenas-herramientas-para-grandes-usos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/pequenas-herramientas-para-grandes-usos\/","title":{"rendered":"Peque\u00f1as herramientas para grandes usos"},"content":{"rendered":"

\"\"NINA KREIS<\/span>En un mundo invisible a simple vista, \u00ednfimas part\u00edculas detectan sustancias, c\u00e1psulas min\u00fasculas transportan medicamentos hasta puntos exactos del organismo, tubos decenas de miles de veces menores que un cabello participan en la recuperaci\u00f3n de zonas contaminadas. El universo de los materiales en escala nanom\u00e9trica es cada vez m\u00e1s amplio, revela usos de diversidad creciente y permite la construcci\u00f3n de aparatos cada vez menores.<\/p>\n

Las conferencias del segundo encuentro del Ciclo de Conferencias del a\u00f1o Internacional de la Qu\u00edmica, realizadas en S\u00e3o Paulo el d\u00eda 12 de mayo, constituyeron un paseo por ese paisaje normalmente oculto, pero tambi\u00e9n mostraron que no es misterioso solamente para los legos. Los ingenieros qu\u00edmicos que emplean nuevos materiales no entienden nada de qu\u00edmica, brome\u00f3 la coordinadora de la conferencia Rosario Bretas, de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos. Ella misma, una ingeniera, suele considerar que la qu\u00edmica es un problema. Necesitamos saber cu\u00e1nto usar de cada elemento y cu\u00e1les son las condiciones ideales para que se formen nanoestructuras \u00fatiles, coment\u00f3, haciendo hincapi\u00e9 en la importancia de las exposiciones que seguir\u00edan: las de los qu\u00edmicos Fernando Galembeck y Oswaldo Alves, de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), y Henrique Toma, de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP). El ciclo, que se extiende hasta noviembre, es una iniciativa de la FAPESP y de la Sociedad Brasile\u00f1a de Qu\u00edmica, como parte de la celebraci\u00f3n del A\u00f1o Internacional de la Qu\u00edmica, bajo el lema Qu\u00edmica: nuestra vida, nuestro futuro<\/em>, promovida por la Uni\u00f3n Internacional de Qu\u00edmica Pura y\u00a0 Aplicada en asociaci\u00f3n con la Unesco.<\/p>\n

Fernando Galembeck puso de relieve la necesidad de reconocer que la ciencia enfrenta actualmente muchos impasses. Algunos temas del d\u00eda a d\u00eda, como el rozamiento y la electrost\u00e1tica, son muy poco conocidos por cient\u00edficos de cualquier \u00e1rea, debido a la falta de atenci\u00f3n a los fen\u00f3menos qu\u00edmicos implicados, sostuvo. Seg\u00fan \u00e9l, es esa ignorancia lo que permite que sucedan explosiones causadas por descargas electrost\u00e1ticas, como la que destruy\u00f3 el Veh\u00edculo Lanzador de Sat\u00e9lites en la base de Alc\u00e2ntara, en Maranh\u00e3o, en 2003. \u00a1No sabemos qu\u00e9 es lo que mantiene a las peque\u00f1as gotas unidas para formar nubes! Como tienen carga, deber\u00edan repelerse.<\/p>\n

Los estudios de Galembeck han venido demostrando que las superficies tienen propiedades el\u00e9ctricas inesperadas, derivadas de la nanoestrutura qu\u00edmica. Para aprovechar este conocimiento, hay que mantener la mente abierta y salir de los c\u00e1nones establecidos. Un fen\u00f3meno central, seg\u00fan mostr\u00f3, es el patr\u00f3n de distribuci\u00f3n de las cargas el\u00e9ctricas en las superficies. A\u00fan no he encontrado una superficie el\u00e9ctricamente lisa. Con base en esto, el investigador cre\u00f3 y ha aplicado con \u00e9xito un nuevo modelo en el cual los iones del agua le confieren carga a las superficies de los materiales, alterando sus propiedades. Seg\u00fan Galembeck, las mol\u00e9culas de agua penetran en cualquier material. Los primeros art\u00edculos no fueron aceptados tan r\u00e1pido, debido quiz\u00e1 a la propia novedad, pero actualmente los resultados son muy bien recibidos por los expertos.<\/p>\n

El efecto de la electricidad en el agua se ilustra bien en un video que muestra gotas que caen desde una aguja electrizada. Al principio, las gotas son redondeadas y el goteo es lento. A medida que el voltaje se vuelve m\u00e1s negativo, el ritmo se hace cada vez m\u00e1s r\u00e1pido y las gotas salen m\u00e1s alargadas, hasta que forman un hilo continuo. La atm\u00f3sfera es un reservorio de cargas, y la transferencia de cargas anula la tensi\u00f3n superficial que mantiene la estructura de la gota, explic\u00f3. Lo importante es percatarse de que para avanzar en el desarrollo de materiales innovadores, es necesario volver a las ra\u00edces del conocimiento, sin jerarquizarlo. Son teor\u00edas qu\u00edmicas antiguas las que han permitido ir afianzando este avance te\u00f3rico, sintetiza Galembeck, quien actualmente se aboca a la realizaci\u00f3n de experimentos destinados a capturar energ\u00eda el\u00e9ctrica en la atm\u00f3sfera. En escala reducida, ya que, como \u00e9l bromea, a\u00fan no ha obtenido financiamiento como para captar rayos en tempestades.<\/p>\n

Autoorganizaci\u00f3n
\n<\/strong>La importancia del comportamiento de los electrones, la base de la electricidad y de la electr\u00f3nica, fue recurrente en los dichos de los investigadores. Pero, m\u00e1s all\u00e1 de la electricidad, resulta indispensable entender todos los par\u00e1metros vinculados con las propiedades de los compuestos, que en ocasiones se forman por cuenta propia. En busca de novedades, Oswaldo Alves se pone en la posici\u00f3n de observador de los fen\u00f3menos naturales para detectar la emergencia de la complejidad en materiales nanoestructurados. En los materiales porosos ordenados, por ejemplo, demostr\u00f3 que la temperatura tiene efectos sobre las caracter\u00edsticas de las paredes que sostienen la estructura. Temperaturas a partir de los 800 graus Celsius (\u00b0C) hacen que esa estructura se colapse.<\/p>\n

La construcci\u00f3n de nanomateriales no es novedad: Hace 20 a\u00f1os ya era factible construir quantum dots <\/em>en Brasil, afirm\u00f3 Alves, en referencia a los nanocristales, semiconductores tambi\u00e9n conocidos como puntos cu\u00e1nticos, con una infinidad de usos en \u00e1reas tales como la de telecomunicaciones y la de aparatos \u00f3pticos. La terminolog\u00eda empleada por los especialistas es peliaguda, pero, en la pr\u00e1ctica, basta con trabajar con bloques de construcci\u00f3n espec\u00edficos y reunir las condiciones ideales, como la temperatura, por ejemplo, para que se forme una estructura con la morfolog\u00eda y el tama\u00f1o deseados.<\/p>\n

\"\"

eduardo cesar<\/span>Oswaldo Alves, Henrique Toma y Fernando Galembeckeduardo cesar<\/span><\/p><\/div>\n

Un caso paradigm\u00e1tico lo constituyen los nanotubos, en general elaborados a base de carbono, como es el caso de las l\u00e1minas de grafeno, compuestas por una capa de \u00e1tomos de carbono (lea el texto aqu\u00ed<\/a><\/em>) y enrolladas. Pero el grafeno es un semiconductor, record\u00f3 el investigador, subrayando que usos distintos requieren materiales con propiedades espec\u00edficas. En su laboratorio, \u00e9l logr\u00f3 construir nanotubos completamente inorg\u00e1nicos (sin carbono) hechos en vanadato o titanato, y\u00a0 nanobastones de tri\u00f3xido de molibdeno, que, vistos en un microscopio muy potente, parecen palitos de helado.<\/p>\n

Cuando produjo esferas de sulfuro de molibdeno, not\u00f3 que ten\u00edan una apariencia extra\u00f1a. La soluci\u00f3n entonces fue usar un microscopio con haz de iones focalizados (FIB, sigla en ingl\u00e9s), que permite el manipule de las part\u00edculas. El haz hace que las esferas se esparzan como si formasen un billar, compar\u00f3. Con esa herramienta fue posible cortar una de las esferas y verificar que era hueca. Luego de la concepci\u00f3n y la construcci\u00f3n viene la aplicaci\u00f3n, que es otra cosa. Las nanoesferas huecas pueden servir como nanoacarreadores, por ejemplo, para transportar medicamentos a locales espec\u00edficos del organismo. Otra aparici\u00f3n inesperada sucedi\u00f3 al producir nanohilos de vanadato de plata, que pueden tener propiedades antibacterianas, decorados con nanopart\u00edculas de plata. En el microscopio, esas min\u00fasculas part\u00edculas ten\u00edan una cara conocida: eran parecidas a Mickey (vea el video aqu\u00ed<\/a><\/em>). Antes de dudar de la seriedad del grupo de investigaci\u00f3n, que quede claro que los investigadores no pierden el tiempo intentando construir personajes de historietas invisibles a simple vista. Ese fen\u00f3meno de autoorganizaci\u00f3n no fue intencional, pero lo cierto es que la mirada deb\u00eda estar preparada para verlo, coment\u00f3.<\/p>\n

El desarrollo de nuevos materiales, para \u00e9l, puede significar algo as\u00ed como ponerle ropa nueva a antiguos y conocidos compuestos, y aprovechar de manera inteligente los fen\u00f3menos de autoorganizaci\u00f3n, sobre todo cuando se piensa en las aplicaciones. Si el nanomaterial es muy ex\u00f3tico, y no cuenta con una historia epidemiol\u00f3gica ni con datos de nanotoxicolog\u00eda, se vuelven mayores las dificultades para lograr su aprobaci\u00f3n para su uso cl\u00ednico, por ejemplo.<\/p>\n

Pieza por pieza
\n<\/strong>Tambi\u00e9n en busca de novedades \u00fatiles, Henrique Toma, de la USP, se vale de un enfoque que se aproxima m\u00e1s al de un constructor de modelos. Intentamos hacer que los componentes act\u00faen en forma concatenada, describi\u00f3, en lo que constituye una especialidad conocida como qu\u00edmica supramolecular. Lo que Toma considera como un sue\u00f1o es transformar la qu\u00edmica de todos los d\u00edas en una qu\u00edmica m\u00e1s ordenada, dominando sus caracter\u00edsticas y haciendo que las mol\u00e9culas se vuelvan realmente inteligentes.<\/p>\n

Tiene conciencia de que vive en un nuevo mundo en el cual las mol\u00e9culas se han convertido en materiales, y estructuras invisibles mueven la econom\u00eda. Un ejemplo\u00a0 de ello lo constituyen las pel\u00edculas de oro de un espesor de una milmillon\u00e9sima de metro, tan delgadas que la luz que pasa por dentro de ellas logra interactuar con los electrones de la superficie de ambas caras. El \u00e1ngulo en que la luz entra en resonancia con los electrones y es completamente absorbida permite detectar el material que se posa sobre la superficie con dimensiones mucho menores que las de un grano de arena. Esta herramienta est\u00e1 emple\u00e1ndose en el laboratorio para monitorear el ADN y estudiar c\u00f3mo \u00e9ste interact\u00faa con drogas y con otros agentes qu\u00edmicos. Con este tipo de t\u00e9cnica, Toma trabaja para desarrollar dispositivos para la medicina, para la conversi\u00f3n de energ\u00eda, y sensores eficientes y casi sin costo para alimentos, bebidas y\u00a0 f\u00e1rmacos, por ejemplo. El cliente m\u00e1s importante de las innovaciones producidas en su laboratorio es Petrobras, que requiere una variedad de nanomateriales tales como catalizadores y detectores de contaminantes para su uso en campo.<\/p>\n

La transferencia de electrones, esencial para todos los procesos de formaci\u00f3n de compuestos, da origen incluso a manifestaciones art\u00edsticas, tal como lo demostr\u00f3 Toma. Su grupo de investigaci\u00f3n desarroll\u00f3 pigmentos con mol\u00e9culas org\u00e1nicas especiales e iones met\u00e1licos que, cuando se los roc\u00eda o se los sumerge en una soluci\u00f3n con nanoferratos, revelan una imagen mediante la transferencia de electrones entre las sustancias. Sol\u00eda ser la apertura de los shows <\/em>de qu\u00edmica: los alumnos sumerg\u00edan papel de filtro en el l\u00edquido y de repente surg\u00eda la bandera de Brasil, coment\u00f3. Este proceso dio origen a la imagen que Toma hizo en homenaje al Premio Nobel que recibi\u00f3 en 1983 el estadounidense Henry Taube, el primero en plantear un modelo de transferencia de electrones. Es un resumen de toda la teor\u00eda que le signific\u00f3 el premio. Toma no sabe c\u00f3mo interpret\u00f3 Taube la pintura cuando la recibi\u00f3, pero el investigador de la USP afirma que la misma representa todos los elementos importantes en el modelo que desarroll\u00f3 el norteamericano. Es un buen ejemplo de principios b\u00e1sicos de la qu\u00edmica dando origen a fen\u00f3menos inesperados, con un aspecto l\u00fadico gratificante.<\/p>\n

Los tres conferencistas dejaron claro que ese sesgo l\u00fadico permea el estudio de la qu\u00edmica. La investigaci\u00f3n de fen\u00f3menos qu\u00edmicos, de la formaci\u00f3n de compuestos y\u00a0 la observaci\u00f3n de su comportamiento es para ellos una permanente fuente de deslumbramiento. Galembeck les hizo extensiva a los estudiantes y a los curiosos de la qu\u00edmica la invitaci\u00f3n de Jean-Marie Lehn, qu\u00edmico franc\u00e9s ganador del Premio Nobel en 1987, en la inauguraci\u00f3n del A\u00f1o Internacional de la Qu\u00edmica: El libro de la qu\u00edmica a\u00fan est\u00e1 por escribirse, la m\u00fasica de la qu\u00edmica a\u00fan est\u00e1 por componerse. Los invito a participar de esta obra de creaci\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Conferencias exponen perspectivas de utilizaci\u00f3n creciente de nuevos nanomateriales","protected":false},"author":3,"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":[181,151],"tags":[328],"coauthors":[1601],"class_list":["post-90254","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","category-sem-categoria-es-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90254","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\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=90254"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90254\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=90254"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=90254"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=90254"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=90254"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}