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Viaje al universo nano con Víctor Puntés

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Víctor Puntés visto por Ignasi Cusí, ilustrador

Víctor Puntés luce una poblada barba acorde con su melena. Además, no necesita llevar camisa ni corbata porque lo que realmente impresiona de este hombre son todas las cosas que sabe y su entusiasmo por transmitirlas. Víctor estudió química en Estrasburgo y, tras su doctorado en física en Barcelona, se marchó a los EEUU para trabajar con los eminentes Paul Alivisatos y Kannan Krishnan en la Universidad de California-Berkeley y explorar todas las posibilidades de las nanopartículas. Desde 2005, es profesor de investigación ICREA en Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN), donde dirige el Grupo de Partículas Inorgánicas. Es autor o coautor de más de un centenar de publicaciones científicas, citadas más de 6.000 veces. Cada semana, llegan a su cuenta de email artículos que debe revisar, para determinar si pueden ser publicados en revistas tan prestigiosas como Nature Nanotechnology.

Aparte de sus actividades científicas, Víctor Puntés se dedica a divulgar la ciencia, es fundador y director de NanoWiki y promociona la unión entre los mundos del arte y las ciencias.

En esta charla, Víctor nos habla, entre otras cosas, sobre cómo serían las nanopartículas en el corazón del sol, sobre cómo la ciencia puede ayudar a la sociedad y sobre cómo las nuevas generaciones pueden llegar a hacer las cosas mejor que nosotros.

Víctor, últimamente se habla mucho sobre nanotecnología y de cómo ésta puede revolucionar muchas facetas de nuestras vidas. Una definición que se utiliza comúnmente es que las nanopartículas son aquellos objetos con tamaños entre 1 y 100 nanómetros, aunque esta definición está cambiando. ¿Podrías explicar qué son exactamente las nanopartículas y qué las hace tan interesantes?

La definición técnica resulta aún un problema en entornos académicos, pero bueno, no es una dificultad fundamental, es sólo cuestión de tiempo. En la base se encuentra el hecho de que hay propiedades de la materia que son resultado de la cooperación entre átomos, propiedades que pertenecen a la sustancia y no al elemento. Es ahí, en la escala nanométrica, la de los agregados discretos de átomos, donde las propiedades de la materia que conocemos se definen y manifiestan. Por ejemplo, un átomo de hierro no es magnético como lo conocemos, pero unos pocos centenares de átomos de hierro sí que lo son. De la misma manera, entre un pedazo de carbón, la mina de un lápiz o un diamante, la diferencia es la organización de los átomos, no su composición, que en los tres casos es la misma, es decir, carbono. El hecho de que se observe tal plasticidad de la materia a escala nanométrica no es fortuito, es consecuencia de la composición química del planeta y la energía que recibe.

Esto genera una idea interesante: el tamaño de las nanopartículas, si se quiere, es un concepto relativo. Para observar las mismas propiedades que las nanopartículas tienen, en la tierra, en el interior del sol, las nanopartículas deberían ser megagigapartículas, es decir enormes. En las lejanas lunas de mundos fríos y sin fluidos como Urano, probablemente las nanopartículas deberían ser más pequeñas que el átomo, lo que en este universo conocido es imposible.

En resumen, lo fascinante es que trabajar a escala nanométrica nos permite, no alterar, pero sí modular el comportamiento de la materia.

¿Existen nanopartículas en la naturaleza o son obra exclusivamente del ser humano?

Como dije antes, la organización de la materia a escala nanométrica es un fenómeno natural en este planeta. Disfruté mucho el tiempo que pasamos el equipo de NanoWiki recogiendo información y evidencias de la existencia de nanopartículas previas a la nanotecnología y escribir Nanoparticles Before Nanotechnology. Y sí, ¡están por todas partes! Hay nanopartículas de origen cosmogénico, resultado de procesos solares; geogénico, resultado de procesos geológicos y biogénico, resultado de procesos biológicos. Baste decir que el cuerpo humano (y el de los mamíferos y la mayoría de animales) sintetiza nanopartículas de óxido de hierro para almacenarlo en caso de exceso y reutilizarlo más tarde. Los huesos están hechos de ladrillos de 40 nm de hidroxiapatita y de hecho, las proteínas son nanopartículas orgánicas biológicas. También se ha detectado grafeno en el espacio y nanopartículas magnéticas en bacterias arcaicas.

¿Se utilizan ya nanopartículas para uso comercial o son aun meramente materiales de laboratorio?

Lo interesante aquí es que resulta que el hombre ha estado produciendo nanopartículas sin saberlo desde hace milenios. Así se encontraron nanopartículas de óxido de titanio en los alveolos del hombre de Ötzi, una momia de 5.000 años aparecida en el glaciar del Montblanc, probablemente porque utilizaba pigmentos para tatuarse. De la misma manera (y esto fue portada de la revista Life) se descubrió que la mezcla de arcillas y aceites minerales para la elaboración de pigmentos en el antiguo Egipto generaba espontáneamente cristales diminutos, de 5 nm, de sulfato de plomo, lo que hoy en día se conoce como puntos cuánticos y que fascinan a la comunidad científica. Encima de esa clasificación, de naturales y artificiales, ha aparecido ahora el término nanomateriales de ingeniería, y son todos aquellos materiales creados con la intención y la consciencia de que sean nanométricos. Un ejemplo sería el test del embarazo, con su rayita roja y su rayita azul-violeta, que se compone de nanopartículas de oro de 50 nm desarrolladas hace ya más de 30 años.

Las nanopartículas aún están abriéndose camino del laboratorio hacia la sociedad y la medicina, y los casos genuinamente innovadores aún son escasos, como el uso de nanopartículas de óxido de hierro para ablacionar tumores en el cerebro.

Háblanos de alguno de los sistemas que habéis desarrollado en tu laboratorio

Últimamente hemos estado entretenidos con el estudio de nanopartículas de óxido de hierro, que es magnético, pero no lo queremos por sus propiedades físicas, sino por sus propiedades bioquímicas. Utilizamos las nanopartículas como dispensadores de hierro. Son nanopartículas que se disuelven de manera programada en entornos anaeróbicos y proveen de hierro a los organismos microbióticos responsables de la degradación de la materia orgánica. Esto les sienta a los organismos terriblemente bien. De esta manera se puede aumentar la producción de biogás hasta un 200%, con el consiguiente aumento de degradación de los residuos orgánicos. Cuando tenemos una infección bacteriana, lo primero que hace el cuerpo es eliminar el hierro y los nutrientes de la sangre para que los invasores pasen hambre. Es como quemar la ciudad cuando se acerca a sus puertas el ejército enemigo. Por eso el enfermo está anémico y pierde el apetito... lo más gracioso es que cuando algunos sabios humanos viendo al enfermo tan pálido y debilitado, de eso ya hace mucho tiempo, decidían darle un suplemento de hierro. En ese momento la virulencia de la infección se disparaba enormemente.

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Víctor Puntés (primero por la derecha) con su grupo de trabajo en el ICN2

Paralelamente al desarrollo de nuevos métodos para producir nanopartículas, existe cierta preocupación por la posible toxicidad de algunos tipos de ellas, como la plata coloidal o el dióxido de titanio. ¿Crees que estos temores son fundados?

Desde el principio, en el laboratorio sentimos que la potencial toxicidad de las nanopartículas era un problema que nos concernía directamente, pues nosotros, como el canario en la mina, seríamos los primeros en sufrir sus consecuencias adversas. De eso ya hace más de diez años, y creo que los temores no son fundados, a no ser que deseemos asustarnos. La nanoforma de una sustancia no altera demasiado su perfil de toxicidad, lo atenúa por un lado y lo prolonga por el otro. En segundo lugar, en lo que atañe a la toxicidad, lo que también cuenta es el principio de sola dosis facit venenum (sólo la dosis hace al veneno). Por esta máxima, ocho litros de agua bebidos sin ir al baño matan a un humano adulto por desalinización del sistema nervioso. A día de hoy, el tráfico mata e intoxica a millones de ciudadanos y a muchos esto no les parece tan importante. Lo mismo es válido para las grasas hidrogenadas y la comida basura. Pero bueno, espero que un día el coche deje de ser un asesino anónimo, que nos alimentemos de manera sana o natural (o sana y natural) y que cualquier desarrollo nanotecnológico o cualquier otra tecnología no estén dirigidos sólo al beneficio económico a cualquier precio, sino que sean sensatos, responsables y respetuosos con el medio ambiente y los habitantes del planeta, incluyendo a los humanos.

España está atravesando en los últimos años una situación económica y anímica muy complicada. ¿De qué manera crees que la ciencia puede ayudar a revertir esta situación?

Desde hace más de 12.000 años descubrimos las semillas, inventamos el calendario e iniciamos el neolítico. La higiene nos salvó de la peste, el jabón y la penicilina de las infecciones, la imprenta de la ignorancia (por desgracia no a todos), el horno y la chimenea, la forja y el arado evitaron que muriésemos de frío o hambre. Por tanto, todo el progreso de la humanidad ha sido intelectual y tecnológico. La pregunta no es cómo puede la ciencia ayudar a revertir esto, la pregunta es, ¿hay algo que no sea la ciencia que pueda ayudarnos a salir de ésta? Regalar nacionalidades a ricos extranjeros... qué sutil, convertirnos en un país de vacaciones, que insostenible y frágil, como si el regalo de la vida hubiese que gastarlo aburrido en una hamaca alcoholizándose e incubando melanomas (tumores de la piel). Si no vamos a ir al valle de al lado a robar los recursos que tienen, entonces tendremos que desarrollar conocimiento. Para vivir de lo que da la tierra simplemente ya somos demasiados, y ya dejamos atrás el paleolítico. Para mí, no hay otro camino que el intelecto. Y la crisis es más feroz en los países menos educados, así que no es que la ciencia haya de sacarnos del agujero: la ciencia debíamos haberla utilizado para no caer en él y deberíamos dedicarle ahora muchos esfuerzos, para no seguir cayendo.

Creo que hay mucha gente que se pregunta cómo es el día a día de un científico, ¿puedes hablarnos de tu experiencia?

Que pregunta más agradable. Lo cierto es que parte importante del tiempo lo pasamos organizando la distribución y solicitud de recursos, redactando artículos, atendiendo a reuniones de departamento, etc. Pero cuando eso se acaba, el resto del día lo dedicas a una de las actividades más bellas que pueda imaginar: observar la naturaleza, e intentar entenderla. Formulamos hipótesis para después desecharlas y reformular otras que sean más robustas para descartarlas de nuevo. Al final, cuando crees tener una hipótesis que es indestructible, la presentas a tus colegas y competidores para que ellos intenten demostrar sus debilidades, y así ir generando conocimiento. Esas discusiones intelectuales académicas entre gente curiosa y educada es otro regalo de nuestro trabajo. Para ello no necesitas ser científico profesional, la naturaleza está por todas partes. Aunque claro, nosotros disponemos de las herramientas académicas, los súper microscopios, los rayos X blandos de la luz sincrotrón, y las sondas para ver por qué el átomo de hierro sale de la partícula y va hacia la bacteria.

¿Cuál ha sido la situación más divertida que has vivido como científico?

Algún accidente sin consecuencias o meteduras de pata a la hora de interpretar los resultados. Pero diría que lo más lindo fue no hace mucho, cuando me invitaron a una escuela de primaria a explicarles nanotecnología a niños de seis años y conseguí tenerlos atentos con los ojos abiertos durante algo más de una hora. Les expliqué desde la teoría del Big Bang hasta nuestros días y porqué en el planeta en que vivimos y en las condiciones donde estamos se forman nanopartículas de manera espontánea. Les expliqué también que, en el fondo, ellos estaban hechos de nanoparticulas, algo estrictamente correcto según la definición de nanopartícula de la Comisión Europea.

Aparte de tus actividades como investigador, también te involucras en otras áreas como la divulgación y el arte. ¿Crees que el científico de hoy en día ha perdido un poco el espíritu humanista de antaño?

A mí me gustaría pensar que no, que los científicos son por defecto humanistas. Así Einstein y Schrödinger y Heisenberg tienen obras, al final de su vida, de pensamiento humanistas. Antes los matemáticos eran músicos y viceversa. Fíjate que un doctorado se llama PhD. Ph se refiere a filosofía (philosophia en latín), que es amor al conocimiento, en general, no sólo al conocimiento técnico. Me gustaría pensar que todos los científicos son humanistas y que los que no son humanistas no son científicos. Todos los científicos que conozco tienen sensibilidad humanista y epistemológica, los otros habitantes de las universidades y departamentos que llevan bata blanca y no tienen sensibilidad humanista yo no les llamaría científicos. Bajo mi punto de vista, no puedes preguntarte por la naturaleza ignorando la epistemología, el pensamiento y la filosofía, y de ahí, el salto hacia las artes es sólo una cuestión de práctica y destreza.

Hace poco escribía con Pat Casbas un artículo sobre como fomentar en los jóvenes el interés por la ciencia. ¿Crees que se está haciendo suficiente en este sentido?

¡Cielos, no! La ciencia se presenta como algo críptico, bufón o aburrido. Los héroes de mi país son deportistas, empresarios monopolistas y asesinos. Los ignorantes nos han ganado. Cualquiera puede hacer una teoría. Parece ser que muchos piensan: si un científico viene y me explica algo incomprensible, ¿por qué no puedo yo inventarme una teoría absurda? "¡Es tan atrevida la ignorancia!" (Victor Hugo). La diferencia es que lo científico, con esfuerzo es comprensible, y la teoría absurda no lo será nunca. No se valora la experiencia ni el conocimiento. A veces tengo la impresión de vivir en pleno paleolítico donde los músculos y las tetas son mejores que saber que existen las ecuaciones de Maxwell (sin las que nos quedaríamos sin teléfonos móviles). Creo que la ciencia no es respetada por la sociedad donde vivo. ¿Cómo vamos a atraer los jóvenes hacia la ciencia si los adultos sólo soñamos con ganar la lotería? Los jóvenes son inexpertos, pero no tontos, ellos no van a dedicarse a la ciencia cuando ven que los que están en la cúspide de la pirámide lo han conseguido por sus encantos o herencias. Hasta que los adultos no creamos más en la ciencia, de poco servirá el decirle a los jóvenes que lo hagan ellos. Que estudien, que se apasionen, piensen una y otra vez, piensen hasta que haga daño, como con los músculos en el gimnasio, y que trabajen ellos, que mientras tanto nosotros nos quedaremos viendo el partido por la tele, repitiendo las mismas banalidades de siempre. No tiene sentido. Espero que los jóvenes sean mejores que nosotros.

Nota del autor: infinitos agradecimientos a Víctor Puntés por acceder a dar esta entrevista. Mil gracias a Ignasi Cusí por la ilustración y también para Laia Prat y Aleix Ruiz Falqués por las correcciones.