En el capítulo anterior,
María del Puerto Morales, investigadora científica
del Instituto de Ciencias de los Materiales del CSIC,
nos fue comentando a lo largo de su entrevista,
las características que tienen los biomateriales,
dentro del ámbito de la biomedicina,
área en la que actualmente está desarrollando su investigación.
Según Puerto Morales,
los biomateriales sirven para mejorar la salud,
en la medida en que son creados
siguiendo las leyes que rigen la naturaleza,
imitando sus propiedades y sus estructuras nanométricas,
antes desconocidas.
Tienen además,
una serie de aplicaciones destacables como, por ejemplo,
en la liberación de fármacos de manera controlada,
en el desarrollo de implantes,
o en el diagnóstico y tratamiento del cáncer,
ámbitos de vital interés para la biomedicina
y que le auguran un futuro prometedor.
En el programa de hoy,
contaremos con la colaboración de Antonio Guerrero,
profesor del departamento de Química Inorgánica y Química Técnica
de la Universidad Nacional de Educación a Distancia,
que actualmente trabaja,
junto a otro de nuestros entrevistados, Ángel Maroto,
en el diseño y desarrollo de catalizadores heterogéneos,
cuya aplicación en el proceso de transporte,
almacenamiento y generación de energía limpia y renovable,
es de crucial importancia.
Pero dejemos que él mismo nos cuente qué hacen exactamente,
en los laboratorios de la facultad de Ciencias de la UNED.
-Hola, buenos días, nos encontramos en un pasillo
de la facultad de Psicología de la UNED refugiándonos del calor.
Como en anteriores entrevistas empezaremos con algunas preguntas
de las de las que son más fáciles.
A tu juicio, ¿cuáles son los aspectos más relevantes
de todo esto que se ha dado en llamar Nanotecnología?
-Lo primero que yo quiero decir es que los nanomateriales,
para un químico como soy yo, no son tan nuevos.
Llevo trabajando con catalizadores que a fin y al cabo son partículas
de tamaño menores de los nanómetros,
incluso de tamaño de armstrong
agregados cluster metálico pequeñitos que son nanomateriales.
Y en química también, hay al menos dos grupos de procesos
en los que pueden ser muy importantes los nanomateriales:
los procesos de absorción, por ejemplo retener un contaminante
que está en el agua o en la atmósfera,
porque los nanomateriales, como más tarde hablaré,
se caracterizan por tener una gran cantidad de superficie expuesta
y eso posibilita que puedan ser absorbentes.
Otro tipo de aspecto, que era con lo de las nanopartículas metálicas,
son las aplicaciones de los catalizadores.
Hay una serie de procesos químicos, físicos, de potenciales aplicaciones,
biosensores, etc.,
que hacen que los nanomateriales y sus aplicaciones nanotecnológicas
sean muy importantes en este momento.
Esa potencialidad,
de forma inconsciente ya fue usada por antepasados nuestros,
¿puedes mencionarnos algunos ejemplos
de esta nanotecnología inconsciente, no buscada, pero que está ahí?
Te mencionaba antes lo del óxido de grafito
que se utilizaba como absorbente.
Los catalizadores.
Yo he trabajado en catálisis los últimos 30 años prácticamente.
Las nanopartículas metálicas.
Cuando yo empecé a estudiar había un concepto que se desarrolló
a finales de los 60, 70,
que era la sensibilidad a la estructura superficial.
Cuando hacemos crecer el tamaño de las nanopartículas
desde más pequeñitas a más grande,
había un momento en que cambiaban drásticamente
las propiedades catalíticas,
había por ejemplo a cuatro nanometros,
pues cambian las propiedades significativamente en un proceso,
en una reacción dada.
Eso son aplicaciones que ya se tenían y que se tienen.
Por ejemplo, actualmente se trabaja mucho
con nanopartículas de oro en catálisis
y se ha visto que el corte desde un tipo de reactividad,
el oro en principio, bueno yo no llevo anillo,
pero que se utiliza en joyería,
se dice esto es un elemento permanente,
no tiene propiedades químicas,
pues cuando está en estado nanométrico sí que las tiene.
Y cuando tiene un tamaño de cuatro nanómetros,
que parece cerca el tamaño crítico en ese caso,
tiene unas propiedades muy diferentes.
Y eso es un poco muchos de los procesos que se han estado haciendo.
Y por supuesto, si uno empieza a indagar en la historia
probablemente se encuentre con más.
Hay muchos sectores de aplicación de la nanotecnología,
eso ya nos ha ido quedando muy claro,
y entre ellos uno que es importantísimo
en nuestra sociedad que es el de la energía.
¿Qué tiene que decir la nanotecnología
en el ámbito de la energía?
Voy a empezar con una historia.
En el año 96, 97, hubo una publicación
en la que decía que los nanotubos de carbono eran capaces
de retener a temperatura ambiente hasta un 50% de su peso de hidrógeno.
El hidrógeno es un importante vector energético,
pero hay que transportarlo.
Eso quería decir que los nanotubos
con ese hidrógeno absorbido o retenido,
como queramos llamarlo,
era una manera de poder transportarlo,
por ejemplo en un vehículo en el cual implementaríamos luego
una celda de combustible
y tendríamos un vehículo eléctrico alimentado con hidrógeno.
Nosotros tuvimos un proyecto en ese proceso
y lo primero que nos encontramos es que no había manera de conseguir
los nanotubos de carbono susodichos multipares.
Entonces nos tuvimos que meter en el mundo de vamos a preparar
por vías catalíticas los nanotubos
y hemos desarrollado dos tipos de procesos.
Lo que quiero decir es, primero:
en el transporte del hidrógeno son muy importantes los nanomateriales,
de hecho todavía se sigue hablando de nanomateriales,
no tanto como nanotubos sino como otro tipo de materiales inorgánicos,
para absorber hidrógeno en cantidades,
no de las que se decían entonces,
más modestas y a temperaturas más bajas,
pero que también se sigue hablando.
También creo que he comentado algo de supercondensadores.
Los nanotubos de carbono,por ejemplo,
se pueden utilizar como elementos que sustituyen
a los electrocatalizadores en las pilas de combustible.
Las pilas de combustible nos permiten obtener energía eléctrica
a partir de la reacción de hidrógeno con oxígeno,
es la inversa de la electrolisis del agua.
Ahí hay un catalizador de partino,
que por cierto son nanopartículas de platino,
en un material grafítico que actúa como transmisor de electrones,
el grafito, hay una nanomembrana
que permite el paso de los protones de un lado al otro de los electrodos.
Ahí hay un montón de nanomateriales también.
Es decir, tenemos en la producción,
en el almacenamiento y en todo lo que son
los procesos químicos de transformar una fuente de energía en otra,
pues también intervienen los nanomateriales.
Por ejemplo, si uno parte de etanol y quiere hacer un combustible,
a partir de él, puede utilizar elementos de catálisis
y en nuestro grupo estamos investigando en eso.
Hay muchos frentes en los que la nanotecnología,
los nanomateriales,
pueden intervenir para almacenar energía, para producirla,
cambiarla de un tipo a otro.
Creo que nos acercamos a las líneas
en las que estáis trabajando en vuestro grupo
o estamos cerca de ella.
¿Qué es lo que estáis haciendo en vuestro grupo?
En nuestro grupo te lo voy a dividir en dos temáticas:
en lo que es nanomateriales,
como ya he dicho, nosotros trabajamos
con nanotubos de carbono que sintetizamos.
Trabajamos con óxido de grafeno
y con grafeno que también sintetizamos.
Actualmente estamos funcionalizando estos óxidos de grafeno
y estos nanotubos incorporándoles,
por ejemplo, grupos funcionales de nitrógeno,
con lo cual varían sus propiedades ácido base
y con lo cual varías también sus cualidades electrónicas.
Sobre estos grafenos y estos nanotubos,
ambos son nanomateriales, hacemos composites
que pueden ser composites de óxido con óxido de grafeno.
Últimamente hemos encontrado que cuando hacemos crecer
una lámina de óxido de zinc sobre una lámina de grafeno,
podemos conseguir un catalizador muy efectivo, muy selectivo,
en la deshidratación del etanol para dar acetaldehído,
que estaría un poco relacionado
con el proceso de obtener productos químicos a partir de bioalcohol,
el etanol puede ser de origen biológico y de origen renovable.
También trabajamos en composite
de los típicos metal anclado en nanotubos o en óxido de grafeno.
En cuanto a los procesos en los que lo aplicamos,
hay procesos energéticos, obtención de hidrógeno
por descomposición de amoníaco
catalíticamente utilizando nanopartículas de rutenio soportadas
en nanotubos de carbono que contienen nitrógeno funcional,
porque las propiedades las podemos cambiar.
También hacemos lo del combustible
como utilización de bioetanol o glicerina
que son subproductos de la biomasa.
Por ejemplo, la glicerina procede de la síntesis del biodiesel,
se produce una gran cantidad de glicerina
y esa glicerina se puede utilizar
para obtener otros compuestos químicos,
utilizando catalizadores que también se basan en estos mismos rutenio,
grafito, etc., etc.
Procesos de absorción y de catálisis de descontaminación de aguas,
es decir, nosotros estamos luchando,
estamos utilizando el concepto fundamental de los nanomateriales.
Los nanomateriales se caracterizan
por lo que yo llamo química en superficies,
que no es química de superficies,
es la química que ocurre sobre la superficie.
¿Qué química puede ocurrir sobre la superficie?
La absorción y la catálisis.
Y eso es lo que estamos haciendo incidir, o sea,
nosotros diseñamos nanomateriales
para hacer química en superficie de absorción y de catálisis.
Todo esto que hablas se puede enmarcar en lo que se llama
la química verde, de alguna manera.
Es decir, hay un concepto, es una palabra de moda,
pero también sirve para vender, es esto de una química menos dañina
o intentar que los procesos industriales...
pero estáis muy cerca de la aplicación.
¿Cómo transferís?
¿Qué dificultades tenéis en transferir
a nuestro entorno empresarial, rico, pobre, el que haya,
todo lo que hacéis en el laboratorio?
Es bastante difícil.
En nuestros proyectos tenemos empresas promotoras observadoras,
desde Repsol a Energreen, en fin, varias empresas,
pero quizá su actitud es demasiado observadora.
Falta en este país una implicación real de las empresas con los...
Una buena conexión entre nosotros, los científicos,
y los responsables de innovación de las empresas que,
primero tienen que estar informados,
nosotros intentamos dar la máxima difusión a través de todos los medios
desde las publicaciones científicas, a los programas de la UNED
o a cuando nos dicen presenta el grupo
para que salga en la tele UNED, lo que haga falta.
Pero falta también que las empresas sean receptivas
y no sólo muestren interés sino que intenten dar un pasito más,
y no digo que trabajen sino que nos pongan a trabajar.
En esta implantación de la llegada de la nanotecnología al mercado,
además de la necesidad de gente promotora, innovadora,
emprendedora que haga propias las ideas del laboratorio
y las ponga en el mercado,
el mercado tiene que tener
una percepción positiva de lo que le llega.
¿Qué percepción crees que hay de la nanotecnología en la sociedad
y si hay algún tipo de riesgo y que esto haya calado
y eso puede retraer un poco la penetración de la nanotecnología?.
El problema con los nanomateriales y ya digo que yo no soy experto,
es que precisamente, porque tienen un tamaño muy pequeño,
no son como las partículas micrométricas.
Pensemos, por ejemplo, en el carbono, en el grafeno y en el grafito.
Unas partículas de grafito nunca te van a llegar (micrométricas)
a los pulmones porque se quedan en las vías respiratorias.
En cambio, las nanopartículas de fullereno sí que te pueden llegar.
Y además es peor, porque una vez que están en los pulmones,
como tienen esas dimensiones tan pequeñas,
no sólo pueden provocar una cierta inflamación en los pulmones
sino que pueden ser transferidas a otros tejidos.
Pueden tener efectos remotos.
Y esto lo que nos dice es que hay que utilizar el sentido común:
la precaución.
Y para ello lo hay que hacer es, por una parte,
el manejo en condiciones las mejores posibles,
lo más asépticas posibles, con mascarilla, etc.,
y también investigación en conocer exactamente
los riesgos y cómo se producen.
Porque claro, eso puede ser un limitante
en la aplicación de un nanomaterial.
Si tiene unos riesgos hay que descartarlos.
En el caso de los nanomateriales
yo creo que uno de los aspectos fundamentales en los próximos años
es estudiar la toxicidad que tienen y sus posibles vías de paso.
Las nanopartículas de oro, que es inerte,
no tienen ninguna reactividad.
Las nanopartículas sí tienen radioactividad.
Entonces, una cosa que en principio es al contrario,
es decir, los metales nobles lo que son es desinfectantes,
matan a las bacterias, como la plata o los metales en general,
pues cuando llegan al tamaño nanométrico
pueden tener unos efectos negativos no conocidos.
Y lo que hay que utilizar es el principio de vamos a estudiarlo,
vamos a ser precavidos,
y antes de lanzarlo al mercado vamos a comprobar sus límites.
Para terminar, parece que la nanotecnología
va a abrir todavía una gran cantidad de trabajo por delante
en todos estos aspectos.
Eso es sin duda.
Seguro que va a haber procesos tecnológicos
basados en los nanomateriales en los próximos años.
Y de hecho se dice que este siglo
va a ser el siglo de la nanotecnología
y que va a cambiar, por ejemplo,
el grafeno va a sustituir al silicio en los ordenadores
y puede cambiarnos los ordenadores que tenemos por aquí al lado.
Muchas gracias, muy interesante la entrevista.
Muchas gracias.
En el próximo capítulo contaremos
con la colaboración de Victoria Moreno,
directora del Instituto de Investigación de Ciencias
de la Alimentación del CSIC,
que nos hablará sobre las posibles aplicaciones de nanotecnología
en la sostenibilidad medioambiental,
la seguridad y la salud de nuestra propia alimentación,
así como nos desvelará las peculiaridades químicas
y de biodiversidad microbiológica del vino,
tema que Victoria ha Investigado en profundidad.
No os lo perdáis, os esperamos.