Un grupo chaqueño de investigación en Química Teórica y Experimental (Quitex) analiza materiales que puedan ofrecer soluciones para una diversidad de usos y a escala nanotecnológica. Como la simulación se hace en una computadora, el trabajo produce un doble beneficio. Por un lado, se acortan tiempos de estudio; y por otro, se ahorran insumos que podrían utilizarse si las pruebas se hicieran en un laboratorio tradicional. El proyecto depende de la Facultad Regional Resistencia, de la Universidad Tecnológica Nacional (FRR – UTN) y el equipo funciona en avenida Laprida 405.

El doctor en Química Nicolai Petelski explica a Prisma TIC los alcances de una investigación en desarrollo y muy amplia. A diferencia de los científicos que mezclan líquidos en un laboratorio, el espacio de trabajo del grupo Quitex son escritorios y computadoras. Usan programas que permiten ‘ver’ qué sucede si se combina un químico A con un químico B. Como en un juego con muchos movimientos, las pruebas generan ecuaciones. Y la simulación virtual aporta la ventaja de ahorrar tiempo en la repetición de ensayo y error, reduciendo el margen de riesgo cuando se usan sustancias que pueden ser peligrosas o muy costosas.

MATERIALES AUTOENSAMBLANTES

“Estudiar interacciones en condiciones controladas permite comprender propiedades de difícil acceso experimental y nos da información útil para un diseño racional de nuevos materiales”, explica. Él se dedica a investigar nanopartículas especiales que le darían a un tipo de plástico la capacidad de ‘autocurarse’. Entonces en caso de una rotura no haría falta utilizar una intervención porque la pieza contendría materiales supramoleculares que se ensamblan, reparando la fisura. Para desarrollar esa propiedad explica que la búsqueda consiste en utilizar moléculas orgánicas.

Lograr la propiedad autoensamblante en un material, implica que esa capacidad se despliegue de manera automática. Algo que parecería casi mágico, pero no lo es; hay una explicación científica. La búsqueda es con micropartes que puedan funcionar como los ladrillitos Lego con los que un niño arma figuras. Las piezas equivaldrían a las moléculas individuales que se ‘encastran’ con un tipo de unión como un puente hidrógeno. Lo interesante del proceso es que las uniones se formarían de manera automática, como si mezclando un puñado de ladrillitos en una bolsa se pudiera obtener un juguete ya armado.

El químico agrega que el desarrollo de estos plásticos está dando pasos incipientes, sin aplicaciones aún en la Argentina y que probablemente se estén dando en otros países. Al describir su trabajo recuerda que se necesita del respaldo experimental para que las simulaciones guarden relación con la realidad. “No se puede simular algo que no existe. En la química computacional más que predecir un fenómeno se lo explica. También se puede realizar alguna predicción, pero su poder está en detallar por qué algo funciona de una manera y por qué no va a funcionar de otra”, aclara.

APLICACIONES EN LA VIDA COTIDIANA

Los aprendizajes que se trasladan de la simulación virtual a la mesada de laboratorio permiten sugerir mejoras: “Conviene trabajar de esta manera o poner este componente en lugar de aquél otro”, analiza. Son miradas sobre lo que ya existe que sirve para dar pasos más certeros en el futuro. Sin embargo, para muchas personas los nanomateriales pueden sonar algo lejano. Petelski responde que se convive con ellos cada vez más de lo que se piensa. Un caso cercano está presente en la tecnología antirreflex para anteojos. La delgada película -o monocapa- que recubre los cristales por fuera y por dentro contiene nanomateriales que a nivel atómico evitan que se refleje la luz y despejan el campo de visión.

En el centro Quitex también se estudia la molécula de la melamina, un plástico muy usado para recubrir mesas, muebles y pizarras. Para el caso se trabaja con el material del que está hecho -un polímero duro- y la molécula que se autoensambla en busca de formar otro tipo de material que posibilite una alta reciclabilidad. En publicaciones científicas y actividades de divulgación con colaboraciones hay abundante evidencia de las investigaciones locales en el tema. Entre las revistas internacionales de prestigio mundial que lo registran están ChemPhysChem, Physical Chemistry Chemical Physics, ChemistryOpen, Biophysical Chemistry, entre otras.

Petelski asegura que la simulación en computadora es un campo de estudio más cercano a la ciencia básica, por lo que también reúne potencial para desarrollos futuros. Entonces cada investigación que encaran sobre algún material o compuesto está presente el interés que generaría para la ingeniería o la industria. “Hay mucha investigación en ese camino, sabemos que combinando esto se puede lograr aquello y una tercera consecuencia no buscada», describe. Aunque no podría afirmar qué respuesta se logrará en determinado campo, asegura que en la nobleza de los materiales que se autorreparan hay muchas soluciones a problemas: “Con la ciencia básica cuesta ver una aplicación ahora; no es tan visible en lo inmediato”, reflexiona.