CIENCIA › DIáLOGO CON NéSTOR KATZ, DOCTOR EN QUíMICA

Jugando con los electrones

¿Descubrimos o inventamos las leyes de la naturaleza...? ¿Y creamos los objetos de la naturaleza en el laboratorio? Esa es la discusión que cifra el misterio de la ciencia. Aprovecha el jinete un congreso de bacterias lácticas al que fue invitado para hablar de Darwin.

 Por Leonardo Moledo

–Aparentemente, usted no es ferroviario ni polígrafo...

–¿Y eso a qué viene?

–Mire, no tengo idea... tal vez antes que a usted estuve entrevistando a un ferroviario, o a un polígrafo, pero la verdad es que no me acuerdo, así que lo tenemos que aceptar como viene.

–Y bueno...

–Y tengo otra mala noticia: no me mandaron las fotos de Tucumán, así que voy a poner otra ilustración cualquiera.

–Bueno, si no hay más remedio... le cuento: sigo en mi profesión a mi padre, que también era doctor en Química y profesor de la Universidad de Tucumán. Yo también doy clases allí, en la Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. Allí hice mi carrera, el doctorado lo hice en la Universidad de La Plata y luego ingresé a la carrera de investigador del Conicet. Actualmente soy investigador principal y fui designado el año pasado como director interino del primer instituto de investigaciones químicas del Conicet en Tucumán: el Inquinoa (Instituto de Química del Noroeste Argentino), que agrupa varias líneas de investigación que se vienen llevando a cabo hace varios años en la Universidad de Tucumán.

–Eso es lo formal. ¿Vamos a la ciencia?

–Adelante.

–Cuénteme en qué consiste su investigación concreta.

–Mi tema de investigación se refiere a química de compuestos de coordinación, es decir, química de sustancias inorgánicas que tienen en su estructura metales de transición, elementos de la tabla periódica que les confieren propiedades particulares a estos elementos.

–¿Por ejemplo?

–Uno de ellos, al que estamos abocados casi todos los que nos dedicamos a esto, es la conversión de energía. Uno puede utilizar, actualmente, un complejo artificial para reproducir pasos primarios de la fotosíntesis, es decir, poder convertir energía luminosa o energía solar en energía eléctrica o química.

–A ver, cuénteme ese proceso.

–Está basado en lo que Einstein estudió hace muchos años, y por eso se lo considera el padre de la fotoquímica (a pesar de que en realidad era físico). Se trata del efecto fotoeléctrico, por el cual ganó el Premio Nobel de Física. Llega un fotón a la superficie de un material, que eyecta un electrón. En el caso de estos complejos que estudiamos, lo que es conocido y está transferido tecnológicamente, es fabricar un panel solar, donde se pone un semiconductor (como dióxido de titanio), una sustancia transparente que no absorbe luz visible. Sobre este semiconductor se pega uno de estos complejos coloreados que absorbe mucha luz visible. Hay que saber diseñar estos compuestos, pero no es a lo que nosotros nos dedicamos.

–¿...?

–Nosotros nos dedicamos más a la síntesis y estudio de propiedades, no a la transferencia tecnológica. Cuando llega el fotón, le decía, eyecta un electrón del complejo, que toma un estado excitado. Ese electrón entra en la capa de conducción del dióxido de titanio. Si ese dióxido de titanio se conecta a un circuito eléctrico, uno puede obtener inmediatamente corriente eléctrica.

–A ver si entiendo. Nosotros tenemos una capa molecular de dióxido de titanio, recubierta con un complejo. El complejo, a su vez, tiene un fotosensibilizador.

–Claro, su función es la de antena. Recibe el fotón, se excita y libera un electrón.

–¿Y ese electrón adónde va?

–Esa energía promueve un electrón de su estado fundamental a un orbital más alto. Desde ese nuevo orbital se puede transferir al dióxido de titanio, que se conecta a un cable y de ahí se obtiene la energía eléctrica. Es lo que se llama una transferencia electrónica del fotosensibilizador al semiconductor.

–Ese sería el tema general. Vayamos un poco más a lo micro.

–Nosotros lo que tratamos de hacer es sintetizar compuestos nuevos, intentando encontrar propiedades físico-químicas interesantes con miras a convertir en energía. También podrían utilizarse como sensores moleculares. Hay muchos compuestos, por ejemplo, cuya absorción UV visible cambia con el PH de la solución, con su contenido ácido. Uno podría usar eso como sensor de contaminante ambiental.

–Cuando usted sintetiza un compuesto que no existe en la naturaleza, llamémoslo X, ¿está descubriendo algo o fabricando algo?

–Uno fabrica y encuentra algo nuevo.

–Hay un inconveniente allí. Si yo llego a sintetizar algo que no existe en la naturaleza, tengo que reconocer por lo menos que ese complejo es algo posible (si no lo fuera, no lo podría haber diseñado). En ese sentido, le pregunto: al crear algo que solamente es posible porque las leyes de la naturaleza lo permiten, ¿está fabricando o está descubriendo?

–Insisto: creo que ambas cosas. El químico inorgánico se diferencia un poquito del físico-químico en que este último se dedica más bien a hacer mediciones y a encontrar propiedades nuevas de compuestos ya conocidos. El inorgánico hace algo de físico-química, pero además sintetiza en su laboratorio algo que es nuevo, es un descubrimiento.

–Pero usted está enriqueciendo la naturaleza con cosas que no existían...

–Pero que la naturaleza permite. Hoy se conocen más de un millón de compuestos químicos sintetizados en la naturaleza. Y le diría que el sueño de todo químico sintético es fabricar vida en el laboratorio. Hasta ahora no ha sido hecho. Las células están hechas de moléculas y las moléculas son el objeto de estudio de la química. Si un químico es capaz de manipular moléculas y de armarlas como le plazca, es posible que él pudiera fabricar vida sintética.

–La pregunta que yo le podría hacer es la siguiente: hace poco hubo una historia con los monopolios magnéticos. Hace tiempo que los estaban buscando, pero no se encontraban por ningún lado, hasta que decidieron fabricarlos. Ahora bien, los monopolios magnéticos están predichos por la teoría. Si una teoría predice algo (que esa molécula puede existir), pero esa molécula existe y se llena sintéticamente, ese molde que permite la creación del monopolio, por ejemplo, ¿se puede decir que la naturaleza lo tenía y que lo único que faltaba era producirlo?

–Es muy interesante y muy difícil. No se lo puedo contestar, creo que requeriría una charla de horas.

–Tenemos horas.

–O de meses.

–No tenemos meses.

–Qué alivio.

–Con respecto a todas las cosas que usted utiliza teóricamente, como por ejemplo las moléculas, las uniones, los orbitales, ¿usted cree que existen en la realidad empírica o que son simples modelos?

–En principio las teorías físicas son aproximaciones a la realidad. Ahora hay métodos modernos de microscopía electrónica donde uno ya puede ver las moléculas.

–Hay algo curioso allí. Cuando uno estudia teóricamente, digamos, el electrón, se lo imagina con características de partícula, de corpúsculo. Pero en microscopio electrónico se lo percibe como una onda. Es muy raro eso, ¿no? Da la sensación de que se avanza un poco a los tumbos, sin saber bien qué son las cosas en realidad.

–Sí. Por eso le decía que son aproximaciones. Y en eso se basan todas las teorías. Su validez se apoya en los experimentos. Y eso remite a la famosa frase de Einstein que dice, aproximadamente: “Que muchos experimentos coincidan con la teoría no significa que ésta sea cierta; pero basta con que uno la refute para demostrar que la teoría es falsa”.

–Yo estoy muy interesado en el problema de la existencia de las cosas con las que se trabaja.

–Es un problema filosófico.

–Me interesan los problemas filosóficos.

–Van más allá de la química.

–Yo no creo que vayan más allá. Yo creo que la naturaleza de los objetos con los que trabajamos tiene que ver con lo que hacemos. Y una pregunta más.

–No, por favor...

–Todo lo que es físicamente o químicamente posible, ¿existe?

–...

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