El carbono y el bebé in vitro

Método que resuelve el problema de la infertilidad que afecta al diez por ciento de las parejas en todo el mundo. Recientemente fueron revelados los nombres de los nuevos científicos laureados con el máximo galardón de las ciencias.

 

El Nobel de Medicina y Fisiología recayó en el padre de la fecundación in vitro, el británico Robert Edwards. Luego, dos físicos rusos afincados en Inglaterra recibieron el Nobel de Física. Ellos fueron Andre Geim y Konstantin Novoselov, quienes al obtener átomos de carbono en una ordenación bidimensional, dieron origen a lo que conocemos como grafeno.

El carbono y los nuevos materiales


Las investigaciones de los Nobel de Física y Química están relacionadas directamente con el carbono. Aunque constituye sólo el 0.09 por ciento en masa de la corteza, es un elemento esencial para la materia viva, que se encuentra libre en la naturaleza tanto en forma de diamante como de grafito. Es un componente del gas natural, el petróleo, carbón, azúcar, los aceites y los almidones.

La versatilidad del carbono garantiza la existencia de millones de compuestos orgánicos y en la atmósfera hace enlace con el oxígeno para formar dióxido de carbono. También está presente en el espacio interestelar.
Aunque es un elemento omnipresente, el carbono ha llamado la atención de los científicos desde hace varias décadas y a partir de él ha evolucionado la ciencia de los materiales. Entre los nuevos materiales que se han obtenido en los últimos 35 años se puede citar a los fullerenos.

El primer fullereno, el C60, fue sintetizado por Richard E. Smalley y Robert F. Curl y Harold W. Kroto en 1985. Por este descubrimiento recibieron el Nobel de Física en 1996. El C60 está constituido por 12 pentágonos y 20 hexágonos. En cada vértice de estas figuras geométricas hay un átomo de carbono y el conjunto constituye una estructura en forma de balón de fútbol. Luego se obtuvieron otros clusters de carbono como C36, C70, C76, C78 y C84.

Lo que generó este nuevo material


Este nuevo material generó otras ramas de la química y la física con incidencia en diversas áreas como la astrofísica, la superconductividad y los materiales. Es posible entonces producir sales superconductoras de C60, nuevos polímeros tridimensionales, nuevos catalizadores, nuevos materiales con propiedades eléctricas, ópticas y sensores. Con los fullerenos se pueden formar delgados tubos del orden de un nanómetro de diámetro con los extremos cerrados, originando lo que se conoce como nanotubos de carbono. Un nanómetro es 10 elevado a la menos 9 metros).

Recientemente, en julio de este año, la NASA anunció la detección de fullerenos en el espacio. Al usar la visión infrarroja sensible del telescopio Spitzer, los científicos confirmaron la presencia de C70 en la nebulosa planetaria Tc1. Ahora los astrónomos ven la posibilidad de que los fullerenos sean elaborados en las capas exteriores de las estrellas.
Con todos estos antecedentes era natural que científicos de diversos lugares se interesaran por seguir sintetizando nuevos materiales a partir del carbono natural y fueron los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov, quienes partiendo del grafito lograron obtener el grafeno.

El grafito - de lo que están hechos los lápices - es una forma alotrópica del carbono y estructuralmente está constituida de capas de carbono que se enlazan dando forma a un hexágono. Las capas tienen una separación promedia de 0.3 nanómetros y los galardonados con el Nobel de Física lo que hicieron fue separar estas capas y su resultado experimental lo anunciaron hace 6 años.

El grafeno es el material más resistente conocido

Finalmente se supo que los profesores Richard Heck de la universidad de Delaware (Newark), Ei-ichi Neigishi, de la universidad de Perdue (Lafayette Oeste - Indiana), dos instituciones de los Estados Unidos y Akira Suzuki de la Universidad de Hokkaido en Sapporo (Japón), compartieron el Nobel de Química al lograr nuevas formas de vinculación de los átomos carbonos.


Robert Edwards empezó a escuchar en el sonajero de los posibles Nobel hace 32 años, cuando se conoció el nacimiento de la primer bebé probeta, la británica Louise Brown en julio de 1978. Él inició sus investigaciones en la década de los años 50 del siglo pasado, cuando empezó a resolver preguntas como ¿qué técnicas se aplican para extraer el óvulo del cuerpo de la mujer? ¿En qué momento está preparado el óvulo para ser fertilizado? ¿Cómo se activan los espermatozoides para que fecunden el óvulo?


El Nobel de Medicina y Fisiología 2010 luchó contra las resistencias sociales y del clero que planteaban obstáculos éticos a la fecundación in vitro, método que resuelve el problema de la infertilidad que afecta al diez por ciento de las parejas en todo el mundo.


Edwards nació en Manchester en 1925 y después de estudiar biología se doctoró en 1955 en la universidad de Edimburgo con la tesis sobre el desarrollo de los embriones. En 1963 fundó el primer centro de investigaciones para la fecundación in vitro en Cambridge.

Así que el grafeno es una capa de espesor equivalente al átomo de carbono y lo increíble es que esta capa es más resistente que el acero. Pero no sólo es el material más resistente que se conoce, también es un excelente conductor de la electricidad y lo que lo hace envidiable para ser usado en la microelectrónica es porque el grafeno conduce muy bien el calor. A las propiedades citadas hay que agregarles que este nuevo material es casi transparente y flexible.

Mezclado con plásticos, el grafeno mejora sus propiedades para conducir la electricidad, se torna más resistente al calor y aumenta su resistencia mecánica. Su flexibilidad y robustez mecánica hacen de éste un material ideal en la construcción de aviones, carros, maquinaria.

Ya se anuncian las primeras aplicaciones como la de los científicos surcoreanos que revelaron hace poco la primera pantalla táctil de este material. IBM presentó su primer chip de grafeno 10 veces más veloz que los de silicio. Por su parte, el Instituto Tecnológico de Massachusetts fabricó la radio más pequeña con este material.

El grafeno cuando se enrolla permite obtener otra forma de nanotubo con nuevas características físicas y químicas.
Este material no sólo es importante por sus múltiples aplicaciones, sino también porque va a contribuir a correr la frontera de la física cuando se pueda explicar la nueva fenomenología de los sistemas bidimensionales.

Otro aspecto a destacar de los dos Nobel de Física es su juventud: Geim tiene 52 años y Novoselov 36, edades poco acostumbradas para la mayoría de los Nobel cuando son galardonados. Quienes han investigado cerca de ellos, dicen que Andre es el trabajo detrás de la mesa y Konstantin, las manos, así que su actividad científica se complementa.


El Nobel de Química

Finalmente, la Real Academia Sueca de Ciencias concedió el Premio Nobel de Química a Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi y Akira Suzuki, por el desarrollo de nuevas formas de vinculación de los átomos de carbono. Éste suele ser muy estable, por lo tanto, no es fácil sintetizar moléculas grandes que contengan carbono, por lo que el mérito de estos nuevos Nobel, fue el método que usaron al lograr que el átomo de paladio actuando como catalizador, permitiera el acercamiento suficiente de los átomos de carbono para que se diera la reacción química.
La catálisis por paladio es una herramienta eficaz utilizada por los investigadores en todo el mundo para la producción comercial de productos farmacéuticos, cosméticos, así como en la industria electrónica.
El Premio Nobel está dotado con 1,1 millones de euros (1,5 millones de dólares) y se entrega el 10 de diciembre, coincidiendo con el aniversario de la muerte del fundador de los galardones, Alfred Nobel.

Por: Diego Arias Serna
Doctor en física Universidad Complutense de Madrid
Profesor-investigador Universidad del Quindío
Presidente Fundación Semillero Científico (EAM)
darias@fis.ucm.es

Fuente:www.cronicadelquindio.com