El tinetense de Eiros Gonzalo Prieto dirige un grupo de investigación en el Instituto Max Planck -referencia mundial en la investigación científica y tecnológica- en la ciudad alemana de Muelheim. Acaba de publicar un trabajo en la revista "Nature" fruto de una colaboración con la Universidad holandesa de Utrecht y la multinacional danesa Topsoe. El trabajo que ha desvelado que la nanotecnología tiene sus límites. Es decir, que la reducción del tamaño no siempre es la estrategia más adecuada y rentable para obtener mejores prestaciones de determinados materiales. El trabajo se centra en la aplicación de determinadas partículas con gran interés como catalizadores.
-Los catalizadores sirven para acelerar las reacciones químicas. ¿Es así?
-Sí, los catalizadores son materiales que puestos en contacto con moléculas, por un lado, aceleran reacciones químicas haciendo posible que tengan lugar en fracciones de segundo cuando sin catalizadores necesitarían años, o que ocurran a temperaturas moderadas otras reacciones que necesitarían temperaturas demasiado elevadas. Pero quizás incluso más relevante sea que también logran dirigir estas reacciones de modo que se produzca una molécula producto que es de nuestro interés, de entre todas aquellas a las que la reacción podría dar lugar. Es este control sobre la selectividad de los procesos reactivos lo que coloca a estos materiales entre los más relevantes para la sociedad. Detrás de cada producto que usamos cada día -plásticos, cosméticos, combustibles, etcétera- generalmente hay no uno, sino varios procesos que necesitaron de la participación de catalizadores diseñados a escala nanométrica.
-¿Cómo va a ayudar este estudio en el desarrollo de catalizadores?
-El estudio logra relacionar el tamaño de nanopartículas de metal, que son responsables de las propiedades de los catalizadores, con su actividad. Se logra identificar un tamaño "mágico" que hace que los catalizadores adquieran su actividad máxima. En este caso ese tamaño es aproximadamente cien mil veces más pequeño que la cabeza de un mosquito. Sorprendentemente, este tamaño no es el menor en el que podemos preparar los catalizadores hoy en día. Esto tiene implicaciones que conllevarán ahorros importantes en un campo tecnológico, el de los catalizadores, que mueve 20 billones de dólares cada año. A esta escala nanométrica, el coste de sintetizar y estabilizar partículas metálicas crece dramáticamente al disminuir su tamaño. El estudio nos enseña que, por debajo del tamaño óptimo, ese coste no sólo es injustificado, sino también perjudicial para las propiedades del material. En base al nuevo conocimiento, catalizadores como los que hemos estudiado en esta investigación podrán ser rediseñados de acuerdo a los nuevos objetivos de tamaño de partícula, con el correspondiente ahorro de costes.
-¿Por qué siempre se ha pensado en el campo de la nanotecnología que cuanto menor es el tamaño mejor?
-La nanotecnología nació y crece cada día de la observación de propiedades fascinantes que los materiales muestran sólo si éstos se logran subdividir en partículas de tamaño muy reducido. Sin embargo, este estudio remarca que, al menos bajo un cierto límite, menor no siempre significa mejor. La actividad de los catalizadores está relacionada con la colaboración de varios átomos en ciertas agrupaciones. Digamos que los átomos son entes sociales a los que les gusta cooperar en sus funciones, en este caso como catalizadores. Si las partículas son de un tamaño excesivamente reducido, constan de tan pocos átomos que esas agrupaciones especiales no se pueden formar.
-¿Cómo ayuda a comprender los límites de la nanotecnología este estudio?
-Podría decirse que el descubrimiento señala límites a la nanotecnología, si ésta se asocia simplemente con la miniaturización de la materia. Por suerte, éste es un concepto más complejo que eso, y que no para de abrir puertas a aplicaciones, algunas de ellas aún lejanas, pero inimaginables hace una década. Un buen ejemplo es el trabajo que este miércoles recibió el Premio Nobel de Química por el desarrollo de máquinas hechas de unas pocas moléculas y que imitan máquinas como los coches o los molinos. Llevará un tiempo hasta que esa investigación fundamental tenga un impacto en nuestras vidas, pero ese día llegará. Para que ese día llegue lo antes posible es necesario comprender las relaciones entre la estructura de la materia y sus propiedades, a lo que ayuda nuestro estudio.
