“La Nanotecnología es una especie de tsunami”

Así lo expresa el Dr. Rodolfo Miranda Soriano, físico español, docente e investigador en la Universidad Autónoma de Madrid y Director del Instituto IMDEA Nanociencia*, con sede en la capital española. El pasado miércoles 6 de junio dictó un Seminario en el IFIS Litoral (CONICET, UNL), de la ciudad de Santa Fe.

Su campo de investigación es la Nanociencia, sobre la cual ha dicho “el tamaño sí importa”. ¿Por qué esto es así? ¿Qué nuevas posibilidades ha presentado y presenta?

Las propiedades ópticas, magnéticas, eléctricas, mecánicas, entre otras, cambian drásticamente cuando los objetos son suficientemente pequeños. Por ejemplo, uno puede preguntarse cuál es el color del oro. Quién lo duda, es amarillo, pero tiene ese color si su tamaño es suficientemente grande. Cuando uno lo va haciendo cada vez más pequeño llega un momento en que empieza a tener todos los colores del arcoíris. El color también depende del tamaño, y éste es la base, en realidad, de la Nanociencia, cuya unidad de medida es el nanómetro, una millonésima de milímetro. Y es que cuando el objeto es suficientemente pequeño entra en acción una parte de la Física que es muy rara: la Mecánica Cuántica. Las propiedades de los objetos sumamente pequeños están controladas por la mecánica cuántica que produce efectos muy diferentes de los que vemos a nivel macroscópico. De modo que “el tamaño sí importa”, y por lo tanto la Nanociencia intenta descubrir cómo son las leyes de la Física a esa escala de tamaños en la que todo se comporta de una manera distinta.

¿Por ejemplo?

Un cable conduce la corriente eléctrica básicamente porque los electrones van “chocando” en el interior del cable, y eso es la resistencia eléctrica y lo que hace que uno encienda una estufa y se pueda calentar. Si la longitud del cable es menor que un cierto tamaño, los electrones no chocan con nada, se transportan en el interior como si fueran balas, y de pronto la resistencia del cable desaparece, entonces, sigue siendo un cable de cobre pero, de pronto, no tiene resistencia eléctrica. ¿Por qué? Porque ha entrado en acción un tamaño por debajo del cual las cosas se comportan de un modo muy distinto. Por eso hay que explorar la parte de la ciencia asociada con estas cosas de tamaños muy pequeños, y ocurre que encontramos muchas aplicaciones nuevas para estas propiedades diferentes que aparecen en esa escala, y eso es la Nanotecnología. 

¿Cuáles son los avances o aplicaciones más destacables, hasta el momento, en los que usted y su grupo hayan tenido que ver?  

Pues nosotros hemos hecho muchas cosas muy distintas. Una de ellas es descubrir que cuando uno hace un “sándwich” de espesor atómico, y valga la metáfora, uno de jamón, queso y jamón, pero de dos o tres capas de átomos de espesor (tanto el jamón como el queso), el resultado de esto, y en particular del jamón, que es un material magnético, y el queso, que es un material no magnético, es un sándwich con unas propiedades fascinantes. Por ejemplo, es capaz de detectar campos magnéticos extremadamente pequeños. A partir de ese hallazgo, dos colegas elaboraron las cabezas de lectura de los discos duros de las computadoras y de cualquier medio en el que se almacene información magnética. La cabeza lectora es un “sándwich” de ese estilo hecho de cobalto, cobre y cobalto, y cambia muchísimo la resistencia eléctrica de ese trocito de material cuando está en presencia de un campo magnético. Detecta campos magnéticos súperpequeños, por lo tanto uno puede hacer los bits de un disco duro millones de veces más pequeños que lo que eran hace unos años y aumentar la capacidad de almacenamiento en un disco duro de una manera enorme.

Y estos resultados ya tienen aplicación médica, ¿verdad?

Así es. A estos mismos sensores los estamos empleando ahora para detectar la señal del cerebro cuando alguien tiene rota la médula espinal, y por tanto no puede comunicar la señal a las piernas, y hacer un by-pass de la señal cerebral, o sea, detectar, mediante un sensor muy pequeño (nano) la señal del cerebro, pasarla a otro detector del otro lado del corte de la médula espinal, y así enviar la señal a las piernas y, lo que es más importante, recibir la señal de las piernas y enviarla al cerebro. O sea, intentar hacer un by-pass en los pacientes que han tenido este tipo de lesión. Hay muchos descubrimientos de ciencia básica que no sabemos para qué van a valer, pero algunas otras cosas, sí. Hemos diseñado, por ejemplo, nanopartículas magnéticas que son capaces de matar las células tumorales de una manera inteligente, y por lo tanto permiten tratamientos que no tienen el grado de efectos secundarios que causan la quimioterapia o la radioterapia.

¿Ejemplos concretos y cotidianos de tales aplicaciones?

En aplicaciones de la Nanotecnología hay ya muchas que podemos mencionar, que están en el mercado y, sobre todo, un montón de aplicaciones que vienen. En realidad, la Nanotecnología es como una especie de tsunami, las primeras olas están llegando a la playa pero lo que viene detrás va a cambiar nuestro mundo, y drásticamente. Muchas de las primeras que veremos en la práctica tienen que ver con Nanomedicina -los  tratamientos personalizados; las “balas inteligentes” para llevar los medicamentos hasta el sitio donde realmente son necesarios-. Otras, con materiales bactericidas que se pueden preparar en una superficie o área destinada a diálisis y para prevenir infecciones intrahospitalarias, que es un problema muy grave. Luego, obviamente, en el modo en que captamos energía, almacenamos información, nos vestimos -con tejidos cada vez más inteligentes, con sensores incorporados, con capacidad, por ejemplo, de repeler el aceite, el agua, tejidos que son completamente hidrofóbicos-. A lo antedicho, agrego la construcción de edificios: tenemos un proyecto grandísimo con las constructoras españolas más importantes para recubrir las ventanas de los rascacielos con material transparente que, por un lado, captará la energía eléctrica, y por el otro, impedirá que se ensucien los cristales, de manera que se evita tener que limpiar los cristales de los rascacielos que son una cosa súper complicada, cara y peligrosa. Y, añado, por supuesto, las aplicaciones que tienen que ver con la electrónica, por no mencionar si alguna vez se hace realidad todo lo referido a la Tecnología Cuántica, en especial los ordenadores cuánticos. Estoy convencido de que, en el siglo en el que estamos, casi todos los  aspectos de nuestra vida cotidiana van a contener elementos de Nanotecnología en mayor o en menor grado.

¿Qué significa para usted la responsabilidad de dirigir el IMDEA Nanociencia?

Ha sido y es un privilegio haber podido hacer realidad un sueño. He tenido este sueño de crear una institución de investigación, concretado en 2007, que pudiera solucionar algunos de los problemas que teníamos habitualmente en la universidad española y en el CSIC (equivalente al CONICET): la imposibilidad de atraer talentos, de encontrar huecos para los jóvenes que estaban y están fuera y de atraer a un extranjero para que viniera a trabajar en España. Cuando me di cuenta de todo ello, y luego de haber vivido una larga, diferente y positiva experiencia en Alemania, entendí que ni la universidad ni el CSIC, con su manera de funcionar,  permitirían cambios. Luego, se trataba de una institución que había que inventar, algo raro, un “animal extraño”… Y de hecho, lo es: se trata de una fundación privada que recibe -como si fuera una compañía- parte de fondos públicos -un tercio, aproximadamente, del presupuesto global-, pero tenemos la libertad de negociar salarios, equipamiento, espacio con los investigadores. No necesitamos, por ejemplo, las convalidaciones de títulos, que en España es una cuestión legalmente muy rígida.

¿Cómo lograron crearlo?

Nos costó mucho convencer a los políticos de la necesidad de crear una institución así, pero está funcionando muy bien: tenemos 160 investigadores, la mitad extranjeros, la mitad españoles que estaban fuera; el 40% son mujeres, la edad promedio es de 36 años. Gente muy joven, muy brillante, capaces de traer, por cada euro que recibimos del Estado, dos euros de fuera, incluso económicamente es un buen negocio. Es algo que “produce”, y hemos conseguido crear una pequeña “burbuja de ilusión” en la que es placentero encontrar gente que, cada mañana, concurre a trabajar con una sonrisa en su rostro. Además, es un entorno en el que hay físicos, químicos, biólogos, médicos, ingenieros, todos trabajando juntos porque todos estos problemas que mencionamos antes con relación a la Nanociencia borran la diferencia entre las áreas. Lo que es Física, lo que es Química, cuando uno trabaja con una sola molécula, si sirve para tratar enfermedades pues pasará a ser parte de la Medicina o de la Biología, o en definitiva de la Ciencia. Crear un entorno que permita que los jóvenes se formen en ese ambiente en que toman café con alguien que es un químico, o un físico, o un biólogo, o hacen experimentos más tarde, genera un modo de trabajo al que le tengo mucha fe. Es como una manera de crear la ciencia del futuro porque los problemas reales de la sociedad no dependen de una sola disciplina académica. Si queremos abordar los problemas que de verdad le preocupan a la gente no podemos recluirnos en aquello de: “Yo hago Física y nada más”, o “Yo hago Medicina y ni me preocupo en absoluto por las radiaciones que genera este aparato”.

¿Cuáles son los logros más recientes del Instituto?

Uno muy importante, cual es contar, desde 2014, con nuestro propio edificio, lo que posibilitó que, finalmente, pudiéramos trabajar todos juntos y no desperdigados. En este breve período de cuatro años, en 2017 logramos que nos otorgaran una distinción muy importante en España: el Premio de Centro de Excelencia “Severo Ochoa”, que es un concurso nacional que se realiza para centros de investigación de cualquier especialidad y de cualquier parte de España. Se seleccionan unos pocos cada año y reciben bastante cantidad de euros sostenidos durante cinco años. Es un sello de calidad internacional, y yo estoy muy orgulloso porque conseguir esto es muy difícil ya que centros de enorme prestigio y trayectoria en España no lo tienen todavía, y nosotros somos el centro más joven y el único que lo ha conseguido la primera vez que se ha presentado. Creo que lo hemos conseguido gracias a la ilusión de la gente. Actualmente, trabajamos en áreas distintas que van desde el magnetismo, la nanomedicina o la captación de energía hasta las propiedades colectivas de los sistemas bidimensionales: sistemas en los que uno tiene una capa de átomos flotantes, como si fuera una “sabanita”, y al combinar distintas sabanitas damos origen a materiales que tienen propiedades que ya no están dictadas por la Madre Naturaleza sino por nosotros, por el modo en que los combinamos.

¿También en tecnologías cuánticas?

Sí, es un área nueva que estamos desarrollando muchísimo y que tiene como objeto aprovechar algunas propiedades “psicodélicas” de la Mecánica Cuántica para manejar información de una manera que no pueda ser falsificada, ni copiada ni controlada. Y esto tiene muchas aplicaciones prácticas de enorme importancia, por ejemplo, todas estas acciones que realizamos en Internet están codificadas de una cierta manera para que nadie pueda controlar lo que estamos haciendo porque están encriptadas. Y la encriptación, tal como funciona ahora mismo, se hace sobre la base de factorizar números primos, los que, dependiendo de su extensión, insumirán meses de trabajo a quien deba llevarlo a cabo con los ordenadores (computadoras) de los que disponemos ahora. En cambio, si pudiéramos hacerlo con ordenadores cuánticos, la operación se haría con la velocidad del chasquido de los dedos. Por lo tanto, si alguien es capaz de hacer un ordenador cuántico, toda la información encriptada, y no solo la que hacemos entre los Bancos sino también la contrainteligencia, la seguridad, el contraterrorismo, todo eso desaparece. Afortunadamente, la Mecánica Cuántica ofrece la posibilidad de proteger esa información de manera que pueda ser encriptada. Y exige la producción de un montón de dispositivos físicos que puedan acercar a ese sueño. Hay que prepararse. El abanico de cosas que hacemos en nuestro Instituto es muy amplio, y es lo que lo hace tan divertido.

¿A qué obedece su presencia en Santa Fe?

Participé como conferencista en la reciente “VI San Luis School and Conference on Surfaces, Interfaces and Catalysis” realizada aquí. Y luego dicté un Seminario en el IFIS Litoral, pero la razón principal es que, en realidad, me invitaron a venir mis colegas y compañeros Julio (Ferrón) y Mario (Passeggi, hijo) con quienes llevo muchos años trabajando en ciencia, y con mucho gusto he aceptado su amable invitación. Son colegas con los que he compartido no solo ciencia, obviamente, y muy buena ciencia, sino partes muy importantes de nuestra vida.

¿Realiza trabajos conjuntos con físicos locales?

Sí, tenemos una relación de colaboración ya muy antigua, de alrededor de treinta años en el caso de Julio, y de veinte, en el caso de Mario. Siempre ha sido una relación muy fructífera para ambas partes, nos hemos complementado bien en las cosas que mejor sabemos hacer cada uno, y bueno, desde luego, es un placer continuar con esa relación que va más allá de lo estrictamente profesional.

¿Palabras finales para esta entrevista?

Dado que esta nota se hará pública, deseo decir que siempre estaré agradecido a los medios de comunicación con los que creo que la ciencia debe entablar una relación de “complicidad”, de manera que la ciencia aparezca como “normal” en el mundo, como lo que es: la actividad colectiva humana más noble, probablemente la única que puede hacer avanzar la luz frente a la oscuridad. Yo creo que cada vez es más necesario que la ciencia esté presente en los medios de comunicación. Vivimos en un mundo en el que el peso de la ciencia y de la tecnología que se deriva de ella es enorme en nuestra vida cotidiana. La gente emplea los resultados de la ciencia cada vez más, pero el mundo en el que vivimos es cada vez más “acientífico”. La gente tiende a utilizar un teléfono móvil, que es un producto de la Física del estado Sólido, como una especie de “objeto mágico”, algo surgido de la nada, caído del cielo. Si uno le pregunta a un chaval (un niño) que lo está usando: “¿Quién ha hecho un teléfono móvil?”, lo más probable es que no sepa qué responder. Vivimos sin entender “nada” en un mundo en el que cada vez dependemos más de la ciencia y la tecnología. Tampoco pretendo que entendamos en detalle, pero ser consciente al menos de lo importante que es para el desarrollo y el bienestar de la humanidad, que siga avanzando la cadena del conocimiento, que se siga transmitiendo a los jóvenes que tienen curiosidad por cómo son las cosas, que es importante mantener esa antorcha, pasarla de una generación a otra: esto es  extremadamente importante. Vivimos en un mundo que, aparentemente, está cada vez más dominado por aspectos mágicos. “No se pueden hacer vacunas porque su efecto es negativo”, dicen algunos. Hay locos que, en Internet, sostienen que la Tierra es plana. Vivimos en un mundo en el que hay que combatir esa ignorancia lo más que podamos porque si no volveremos a un universo mágico, y perderemos la lucha entre la luz y la oscuridad. Cualquier aporte que se pueda hacer desde los medios de comunicación, independientemente de la cantidad de personas que los consulten o lean, es extremadamente importante.

(*) Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia, creado en 2007.

Entrevistó y fotografió: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS)