Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 5 de junio de 2013
Una gran frustración de los químicos ha sido siempre no poder ver las moléculas con las que trabajan.En efecto: los microbiólogos pueden ver vagamente células, que miden micrómetros (milésimas de milímetro) usando un microscopio óptico. El microscopio electrónico, que usa chorros de electrones en vez de luz, e imanes para enfocarlos en vez de lentes, permitió estudiar con detalle el interior de las células, y vislumbrar las nanomáquinas moleculares que las animan.
Pero las moléculas individuales, incluso las más grandes, son virtualmente invisibles incluso con este método. Son mil veces más pequeñas: se miden en nanómetros (millonésimas de milímetro), e incluso Angstroms (décimas de nanómetro).
¿Cómo se sabe entonces qué forma tienen las moléculas y cómo cambian durante las reacciones químicas? Mediante métodos indirectos (como por ejemplo la espectroscopía: bombardear con radiación electromagnética), cálculos (cuánta energía se absorbió y cuánta se emitió en la reacción), modelos y, más modernamente, simulaciones en computadora. Los químicos no veían directamente las moléculas, pero con base en los datos podían construir representaciones extremadamente precisas de ellas.
Por eso, cuando en 1989 vi en la revista Nature las primeras fotos de la molécula en doble hélice del ADN (ácido desoxirribonucleico) enloquecí de gozo. ¡Por primera vez podía ver la molécula maestra de la vida! Hasta entonces, sólo se contaba con modelos a escala o representaciones gráficas construidas, luego de complicados cálculos, a partir de los datos producidos por la laboriosa técnica de cristalografía de rayos X.Por supuesto, no era precisamente verla: la técnica usada, la microscopía de efecto túnel, usa un fenómeno cuántico –el paso de una corriente eléctrica a través del vacío entre dos átomos cuando se encuentran suficientemente cerca– para “tocar” la superficie de una molécula. Completamente aislado de vibraciones, y usando una punta ultrafina, el microscopio fue recorriendo lentamente la superficie del ADN para producir un retrato “táctil”, a la manera de un ciego que recorre un rostro con sus dedos.
Pero ver una molécula es una cosa: ver una reacción química es otra. El pasado 30 de mayo un grupo de científicos de la Universidad de Berkeley, California, con colaboraciones de científicos españoles del País Vasco, usaron una técnica similar –el microscopio de fuerza atómica, modificado con una punta consistente en un único átomo de oxígeno– para visualizar una molécula orgánica antes y después de sufrir una reacción química compleja, que la transformó de tener 3 anillos aromáticos a tener 7.Para lograrlo, la adosaron a una superficie de oro, la enfriaron a 4 grados Kelvin, para detener toda vibración atómica, y la escanearon con el microscopio. Luego elevaron la temperatura, para permitir que la reacción ocurriera, la volvieron a enfriar y tomaron una segunda “foto” táctil.
Más allá de las implicaciones prácticas (el método permitirá controlar mucho más precisamente las reacciones orgánicas y diseñar nuevos materiales con propiedades a la medida, como componentes para computadoras), es asombroso pensar que lo que alguna vez se pensaba como “sólo un modelo” concebido por los científicos para darle sentido a una realidad inasible pueda hoy ser visto con claridad.
Los abstractos y teóricos entes estudiados por la química hoy están, si no frente a nuestros ojos, sí entre nuestros dedos virtuales.
¿Te gustó? ¡Compártelo en Twitter o Facebook!:
8 comentarios:
Lo que más me impactó de las imágenes de esas reacciones químicas es que no sólo se apegan a los esquemas que siempre hemos visto en los libros de química orgánica, sino que además son hermosas: arte en la ciencia, belleza en la búsqueda de la verdad.
Y los orbitales moleculares, especialmente la indefinición de enlaces dobles en un anillo aromático, se puede ver. Y era sólo una inferencia teórica de la química cuántica cuando íbamos a nuestras (excelentes) clases de quiímica orgánica.
Una aparición a la mitad de la semana.
Hablando de orbitales, Enrique, a mí lo que me encantó, es cómo en la molécula original se ve un engrosamiento en donde se supone están los enlaces triples.
¿¿VErdá que está BIEN BONITO??
Participo con ustedes tres de la satisfaccion de esto que platica el Tocayo. Es un orgullo lo que puede alcanzar el ser humano en ciencia y tecnologia. La verdad no entiendo cabalmente lo que dicen ustedes quimicos, pero no importa, yo, igual que si escuchara una pieza musical que me gusta AUNQUE NO SEPEA EXPLICAR EL POR QUE, pues igualito: me da gusto este logro.
Saludos.
Confieso que mi primera reacción al leer esta noticia fue que "no era para tanto", y que no pasaba de no ser una curiosidad, pero después de pensarlo durante la mayor parte de la hora que me lleva regresar a casa del trabajo, he cambiado de opinión. De hecho ahora me parece un momento histórico. Ahora recuerdo que una vez mientras ayudaba a mi hijo a hacer su tarea de secundaria y explicarle sobre las moléculas, me preguntó que si se podían ver con microscopio y le dije que no y entonces, cómo saben que existen? Entonces estas entidades que llamamos moléculas son como dice Martín un "modelo". De manera asombrosa hemos desarrollado teorías y formalismos que nos permite deducir con gran detalle propiedades de algo que no podemos ver. No podíamos. Estoy de acuerdo; hay un componente estético.
Por cierto, mirando los hexágonos en la imagen, principalmente el anillo central del producto 1, es claro que no son polígonos regulares. Unos lados son claramente más cortos que otros. Me imagino que eso tendrá que ver con tensiones, fuerzas intramoleculares, etc, que la presencia de otras partes de la molécula ejercen. Me imagino también que estas cosas pueden ser calculadas y corroboradas comparando con las dimensiones de la imagen.
Pues ni modo señor, le saca usted a las réplicas y se esconce en la opción de bloquear los correos. Por eso le contesto por aquí.
¿Está usted triste por mi futuro? ¿Acaso usted me va a vetar de SOMEDICYT y de la comunidad de divulgadores de la ciencia en México? ¿Entonces va a caer en en lo mismo que le criticaba a Drucker?
Uno de los ex-directores del ICYT, gran divulgador y con tantos y tantos contactos, aún no ha podido encontrar trabajo otra vez de su chamba. ¿Yo por qué tendría que aspirar a encontrar chamba de divulgador humillándome y siendo chalán de a gratis? Para que no se sienta "triste", le contaré que mi verdadera vocación es la enseñanza. Y sí, me gusta la divulgación, pero prefiero llevarla a cabo al estilo de Luis González de Alba: vende mucho más libros que cualquiera de los divulgadores de la ciencia en México, y no ha tenido que humillarse o hacer favores a otros divulgadores holgazanes.
Qué lástima que no tenga el valor de seguir una discusión y en lugar de ello salir corriendo. Y por favor, si ya no quiere que entremos en disputa, no las vuelva a ocasionar. Yo ya tenía el asunto enterrado y olvidado.
Y ni modo, pues que aquí sus fans se enteren cómo a un simple tesista, como éste no cumple trabajos que le encargan a usted en su división profesional, le echa pleito y lo molesta absurdamente en lugar de usted ponerse a trabajar.
Y ni modo, es usted un cobarde y un hipócrita. Ya dije.
Muy bien, Jorge Armando. Me da gusto. Suerte. ¿Ahora sí podemos dar por terminada la conversación? Espero que sí.
Publicar un comentario