LOS OJOS DE LA CIENCIA

Por los Farm: S. Sgroi y J.Luis García

A los hombres, siempre nos atrajo y nos maravilló lo que no podemos entender. Desde lo inabarcable, lo masivo, lo extenso que sean estrellas, galaxias y nebulosas, hasta lo mínimo, lo más sutil y aquello que no podemos tocar y visualizar como por ejemplo las células, los átomos etc. ha generado que busquemos como mirar más allá de donde nuestros sentidos lo permiten.

Un paso enorme fue explorar el espacio construyendo telescopios que nos permitieron acceso a estrellas lejanas; y por nombrar un ejemplo lo que ocurre con el Telescopio Hubber lanzado al espacio en 1990 a más de 500 km. de la tierra que permitió captar algunas de las imágenes más espectaculares del Universo como galaxias, estrellas y planetas cercanos y extra solares, entre mucho de los dados que ha proporcionado que cambio nuestra forma de ver el mundo.

La ambición de ver aún más allá continúa y este años (2020 se lanzará el nuevo Telescopio James Webb que podrá descubrir más elementos del cosmo.- Todo éstos datos ha cambiado nuestra forma de ver el mundo.

Pero la curiosidad nos llevó también a mirar para adentro, hacia nosotros mismos para saber cómo estamos constituidos y así en el siglo XVI la invención de los primeros microscópicos compuestos brindaron una gran ayuda y la forma de pasar a la historia gracias a Hans y Zacarias Jensen.

Ya en el Siglo XX – La célebre frase de que:” de Sabios y de Locos, todos tenemos un poco”, se hizo popular entre los científicos que presenciaron el discurso del Dr. Richard P. Feynman en l959, cuando, refiriéndose a la nanotecnología del futuro, dijo que todo el contenido de los Libros de la Biblioteca de Londres, caberán en la cabeza de un Alfiler”, se fueron desilucionados; pero años después le dieron la razón.

El científico británico Arthur Clarke expresaba que: Si un científico afirmaba que algo es posible, seguramente esté en lo correcto; pero si dice que es imposible, probablemente esté equivocado.- También expresaba que: La única forma de descubrir los límites de lo posible era aproximarse hacia lo imposible.- Por último afirmaba que: Toda tecnología lo suficientemente avanzada es indistinguible de la magia; tal es así que lo imposible de conocer, se hizo realidad en los últimos 100 años gracias al progreso de la tecnología que nos ha permitido hacer visible lo invisible: las células, los átomos, las nanoestructuras, etc. etc.

Veamos los elementos que nos permiten conocer el mundo de lo pequeño, La microscopia, que nos ha dado la posibilidad de ver más allá de donde nuestros sentidos lo permiten:

  • Los Microscopios comunes que podemos ver objetos muy pequeños son con luz entre 400 y 700 nanómetros (nm).
  • Los Microscopios que iluminan con electrones que se pueden ver objetos 100 veces más pequeños que el anterior.
  • Microscopios de Campo Cercano que se parecen más al tacto que a la vista y de los cuales se desprenden los de efecto túnel, los de fuerza atómica.

 


Entre la microscopia más avanzada se encuentran los de “Campo Cercano” que consiste en aproximar una punto o “sonda” a una superficie que se quiere visualizar y medir la interacción entre la punta y la superficie. Moviendo la punta sobre la superficie se obtiene un mapa de esta interacción y la imagen de la muestra en estudio. En función de la interacción que se utilice tenemos los diversos microscopios que abarcan esta técnica; así tenemos los Microscopios de “efecto túnel” que mide la corriente eléctrica que aparece entre la punta y la muestra cuando se aplica una diferencia de potencial entre ambas.

Otra variante de esta técnica lo constituyen los Microscopios de “fuerza atómica” que mide las fuerzas de la interacción que haya entre la punta y la muestra cuando ambas se encuentran próximas; y los Microscopios de “fuerza magnética” miden la interacción magnética.
Señalamos que todos estos parámetros de interacción decaen rápidamente con la distancia, lo que hace necesario que la distancia entre la punta y la muestra sea del orden o inferior a 1 nm (un nanómetros); razón por la cual estas técnicas son muy delicadas.

Algunos ejemplos y curiosidades que nos ha permitido la Microscopia conocer:
El Gecko es uno de los representantes de la familia de lagartos Gekkonidae y estos simpáticos bichitos tienen la particularidad de poseer almohadillas adhesivas en sus patas y que pueden trepar en cualquier superficie, incluso en vidrios. Durante mucho tiempo existió la curiosidad en los científicos de cómo podían desplazarse sin poseer algún pegamento en sus patas; pero el avance
de la tecnología nos dice que el animal tiene en la planta de sus pies millones de pelitos nanotecnológicos (llamados setae) que se extienden y contraen a la pared.- Cada uno de estos pelitos son Nanomaterial jerárquico y la punto de cada setae está compuesta por unos 100 a 1.000 microcepillos llamados spatulae, cada uno termina en un extremo aplanado, para maximizar la interacción con la superficie que pisa y desarrolla una pequeña fuerza de unos 100-300 nanómetros con la pared, (esto se llama fuerza atractiva de Van der Waals). Conclusión: el Gecko esta dotado de Nanotecnología natural.-.

Otro ejemplo que nos permite conocer la Microscopia especializada lo constituye poder identificar los átomos que componen la superficie de un material y que NO posee las mismas propiedades físicas (dureza, punto de fusión), químicas como (reactividad, capacidad catalítica, eléctrica como (conductividad) y las ópticas como (color, transparencia) y que no son iguales a los átomos del centro. Porque es importante conocer estas propiedades de las partículas? – porque la cantidad de átomos del borde es despreciable respecto de la cantidad de átomos que hay en el centro; así pues, los átomos que determinan las propiedades del material son, casi exclusivamente los centrales.
Conocer éstas propiedades son de una gran importancia para obtener Nanomateriales ya que la novedad respecto a los materiales tradicionales, no solo es en relación a su tamaño, sino principalmente por sus características y propiedades y por citar algunos ejemplos en la nanoescala: – sustancias opacas que se vuelven transparentes como el cobre, – materiales inertes que se transforman en catalizadores de reacciones químicas como el platino y oro, – materiales estables se transforman en combustibles como el aluminio, – también el oro que en forma natural es sólidos y en la nanoescala es líquido.

Si bien empleando la Microscopia nos permitiría dar infinitos ejemplos, vamos a citar uno muy común que es la Pintura efecto Lotus que mantiene siempre limpia la superficie pintada con dicha pintura.- Esto se originó estudiando las hojas de la planta del Lotus que siempre está limpia porque su superficie está formada por protuberancias que disminuyen el área de contacto entre una partícula y la superficie. Se comprobó que estas protuberancias son muy hidrofóbicas y una gota de agua no puede mojar la superficie. La gota es obligada a rodar y en ese proceso las partículas de la suciedad se adhieren a la superficie de la gota eliminándose al caer la gota de las hojas.
La Pintura que imita este comportamiento se aplica como una capa extremadamente fina que le da a la superficie una hidrofobicidad semejante a la hoja del Lotus; por ello hay una disminución del área de contacto entre el líquido y la superficie y la pintura permanece limpia.

CURIOSIDADES:
Lo que ocurrió en el otorgamiento de algunos Premios Nobel: En el Instituto KALOLINSKA de Suecia, encargado de evaluar las tareas científicas para el otorgamiento de Premios Nobel en distintas disciplinas, se guarda el secreto de las deliberaciones sobre las nominaciones durante 50 años; luego del cual se da a
conocer, pero en varios casos y con posterioridad se demostró que el otorgamiento del Nobel fue un error y no lo merecían.
Citamos el caso cuando en su oportunidad le otorgaron el Nobel a Linus Pauling por afirmar que la Vitamina C curaba el cáncer; cuando en realidad pasó el tiempo y no se concretó dicha aseveración.
También el Nobel adjudicado a Willian Shockley que estudió las bases genéticas de las diferencias raciales en la inteligencia; pero los años venideros demostraron que no era así.
Existen casos insólitos como el de Thomas Alba Edison y Nikola Tesla que nunca ganaron el Nobel porque sus egos les impidió ir a recibirlos juntos cuando se les planteo la posibilidad de compartirlo.
Otro caso curioso ocurrió con Jorge Luis Borges que injustamente no le otorgaron el galardón por sus ideas políticas.

BIBLIOGRAFIA

  • Microscopia – Nanomateriales – Importancia de los átomos en la superficie:
    Introducción a la Nanociencia y la Nanotecnologia (Fundación Argentina de
    Nanotecnología (FAN) . www.nanou.org.ar
  • Microscopia de Campo Cercano – Javier Mendez (Madríd-España – 1966)
  • Nanotecnología – El desafío del Siglo XX (Galo Soler Illia)Eudeba)
  • The Nobel prize: a history of genius, controversy, and prestige. New York, Arcade Pub. (FELMAN. 2000).
  • La verdad sobre el otorgamiento de algunos Premios Nobel (Dr. Carlos Bregni y S.Sgroi