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Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Triunfos químicos

Estos días se está desarrollando en San Francisco, Estados Unidos, la 213 Reunión Anual de la Sociedad Americana de Química. Algunas investigaciones que se han presentado durante estos días, por su relevancia, significarán hitos científicos que serán de trascendencia futura. Por ello, brevemente, resumiremos las que mayor repercusión han alcanzado.

Desde su creación, en 1876, la SOCIEDAD AMERICANA DE QUÍMICA ha sido líder mundial en el apoyo a la educación científica e investigadora. Se trata de la mayor sociedad científica mundial, contando con 151.000 socios. Se articula esta sociedad en más de 20 divisiones, muy diferentes entre sí, tales como las de Química Agrícola y de Alimentos, Tecnología Bioquímica, Toxicología Química, Geoquímica, Química Médica, Química Inorgánica, Química Orgánica, Química de Combustibles, etcétera Todas ellas participan en una, o en las dos, de las reuniones anuales organizadas por la Sociedad.

SEMICONDUCTORES Y CATALIZADORES. El primer día de sesiones, destacó la comunicación presentada por unos científicos de la UNIVERSIDAD DE DELAWARE, respecto a los mecanismos electrónicos que tienen lugar en el proceso de construcción de los chips de los ordenadores. Sobre todo, han estudiado la deposición de átomos de hidrógeno en los materiales precursores de hidruro de silicio, ya que ese proceso que reduce la velocidad a la que silicio se deposita en la superficie. Las compañías constructoras de conductores usan típicamente el calor para eliminar esa deposición de hidrógeno, pero ello ocasiona que, sobre la superficie del sustrato, los electrones queden en un estado excitado de energía. Los investigadores han aclarado los mecanismos por los que la adición de determinados dopantes alteran ese fenómeno. Ello hará que, pronto, las compañías de ordenadores puedan fabricar nuevas generaciones de semiconductores que conduzcan a chips mucho más rápidos que los actuales, a través de procesos que controlen, mejor que ahora, las propiedades materiales de los mismos.

El segundo día de la reunión destacó la intervención del profesor de Síntesis Inorgánica, Dr. Klaus H. Theopold, quien expuso cómo interaccionan diversas moléculas orgánicometálicas con el oxígeno. Los resultados aplicados de esta Investigación ayudarán inmediatamente al desarrollo de mejores catalizadores órganometálicos como los que se utilizan para fabricar un gran número de moléculas diferentes, que van desde los plásticos hasta los combustibles obtenidos de hidrocarburos. Concretamente, las moléculas de ciertos derivados organocrómicos son excelentes catalizadores que podrán aplicarse a la obtención de polímeros plásticos y a los procesos de catálisis oxidativas.

BIOMEDICINA. Ese mismo día, también destacaron otras dos investigaciones que se relacionan con la Medicina. El Dr. David Needham, profesor de ingeniería mecánica de la UNIVERSIDAD DE DUKE, junto con un químico de la empresa ACCESS PHARMACEUTICALS, ha construido unas cápsulas microscópicas, muy semejantes a ciertos orgánulos secretores producidos por algunas de nuestras células, en la estructura celular conocida como aparato de Golgi. Dentro de esas microcápsulas, hechas con hidrogeles de polímeros naturales y sintéticos, se pueden introducir las moléculas de fármacos. En nuestro organismo, los gránulos secretores del aparato de Golgi se abren y liberan su contenido como respuesta a una determinada señal química. De modo análogo, se espera que las microcápsulas sintéticas suministradas al paciente, cuando lleguenn a la sangre, ante la presencia de los iones sodio existentes en la misma, se rompan y liberan su alto contenido en el fármaco correspondiente, que así podrá acceder más directamente al lugar de su acción. También están en fase avanzada varios estudios usando capas externas específicas bilipídicas, adecuadamente protegidas, con la intención de que solo puedan llegar precisamente hasta el tejido u órgano que interese y sea allí mismo donde liberen su contenido del fármaco.

Una doctoranda de la UNIVERSIDAD DE PURDUE expuso este mismo día su logro de un ingenioso diseño, con una posible utilidad futura para los diabéticos necesitados de insulina. Se trata de una especie de depósito de la hormona insulina, protegido por un material poroso especial, rodeado a su vez por un biosensor, consistente en un gel conteniendo enzima glucosa oxidasa. Implantado el instrumento en el paciente diabético, el biosensor analizaría continuamente el nivel de glucemia existente en su sangre, Cuando fuese demasiado alto, los protones producidos en la reacción enzimática harían cambiar las propiedades del gel y permitirían la liberación de la insulina desde el depósito especial a la sangre del paciente. Por tanto el dispositivo funcionaría como una especie de páncreas artificial.

MATERIALES Y OTROS. Dos interesantes comunicaciones, relacionadas con la Ciencia de los materiales, destacaron en las sesiones del tercer día. En la primera se narró la obtención de una serie de agregados moleculares cuyo interior, de 1-2 nanómetros de diámetro, está constituido por unos 100 átomos de oro cristalino, encapsulado en una capa hidrocarbonada a la que se une mediante enlaces con azufre. Lo importante, es que estos agregados presentan unas extraordinarias propiedades cuánticas, que les hacen ser especialmente atractivos para su uso potencial en la Nanoelectrónica o electrónica superminiaturizada.

Por otra parte, el ingeniero Anderson, de la UNIVERSIDAD DE WISCONSIN, expuso sus logros con unos nuevos materiales cerámicos, obtenidos por combinación de diminutas partículas de óxidos metálicos, como los de aluminio y titanio. Con ellos ha desarrollado diversas aplicaciones ambientales para filtrar aire, líquidos, fluidos industriales, gases, etcétera., librándolos de los contaminantes indeseables. Los brillantes resultados preliminares han hecho que ya se hayan patentado más de 20 aplicaciones para estos materiales.

Entre los centenares de comunicaciones del cuarto y último día de la reunión, generó gran interés la presentada por unos químicos de la UNIVERSIDAD DE BUFFALO. Se trata de una técnica con la que, a temperaturas superiores a las de la superficie del Sol, consiguen generar nuevos recubrimientos que inmediatamente son enfriados por debajo de la temperatura ambiente, antes de depositarlos sobre los correspondientes componentes electrónicos. Con el nuevo sistema LAMBD (Laser Assisted Molecular Beam Deposition), la alta temperatura posibilita que se puedan obtener partículas de un determinado material de una superficie y que sean trasladadas eficazmente hasta otra superficie, en forma de una delgadísima capa. Con ello, se reducirá el número de fallos que se dan en los componentes de los grandes superordenadores de Investigación. Su aplicación también será inmediata en la fabricación de una amplia gama de películas recubridoras de delicados materiales electrónicos, optoelectrónicos y fotónicos. Un buen ejemplo de aplicabilidad es el caso de ciertos dispositivos electrónicos, que deben estar recubiertos con una capa de nitruro de titanio, como barrera difusora. Hasta ahora, ello significaba el uso de sustancias muy tóxicas, en un proceso con un control exquisito. Con el método LAMBD ello será posible, simplemente haciendo pasar gas nitrógeno sobre una barra de titanio a alta temperatura, depositándose directamente el nitruro de titanio sobre los dispositivos, sin que tengan que participar componentes tóxicos.