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Celia Lozano (Químicas 2010, PhD Física 2014) dio el salto desde su grado en Química hasta la Física gracias al doctorado que hizo el departamento de Física y Matemática Aplicada de la Facultad de Ciencias. Ahora, en el Max-Planck-Institute de Stuttgart –uno de los centros de investigación más prestigiosos del mundo- ha logrado ensamblar los conocimientos de ambas ciencias con el diseño de micronadadores auto-dirigidos.

Este hallazgo, con aplicaciones en la liberación controlada de fármacos o en la fabricación de materiales “inteligentes”, le ha valido, a ella y su equipo, la publicación de un paper en Nature Communications.

- ¿Cuál fue el tema de tu doctorado?
Cuando terminé la carrera decidí dar un cambio y realicé el doctorado en el departamento de Física y Matemática Aplica, con el programa de Doctorado en Sistemas Complejos. El tema fue el análisis de los factores que incluyen en la durabilidad de los atascos.

Basta con echar un vistazo a nuestro alrededor para darnos cuenta de la multitud de sistemas que pueden atascarse: desde los granos de sal en un salero, hasta un grupo de personas al intentar entrar en la plaza de toros o las células que se ocluyen en el torrente sanguíneo. Este taponamiento se debe a la formación de una estructura estable antes de la desembocadura, denominada arco, que detiene el flujo de material. 

Pese a que los atascos son un problema generalizado, antes de esta tesis no se conocía de qué dependía la estabilidad de los arcos. Para estudiarla experimentalmente en el laboratorio empleamos un caso paradigmático: la materia granular. Un medio granular es un conjunto de sólidos finamente divididos que interaccionan entre sí únicamente mediante fuerzas de contacto, como las semillas o la arena.

El resultado más importante de mi tesis fue el descubrimiento de que la perdurabilidad de los atascos depende de la forma que tenga el arco. Un análisis exhaustivo reveló que el factor determinante para la rotura es el ángulo comprendido entre cada partícula del arco con sus dos vecinas. Cuanto mayor sea éste, más fácilmente se romperá el arco y, por lo tanto, el atasco será menos estable.

- ¿Cómo conseguiste el posdoc en el Instituto Max Planck?
Cuando iba a terminar la tesis tenía distintas ofertas para realizar el Postdoc en temas relacionados con mi tesis. Pero yo quería cambiar de tema. Uno de mis directores, Dr. Iker Zuriguel, coincidió en una conferencia con mi actual jefe, el Prof. Clemens Bechinger, y me escribió un email diciendo: ‘Mira este grupo, creo que encajarías perfectamente’. Lo busqué y lo que me atrajo de él fue la perfecta combinación entre mi licenciatura en Químicas y mi PhD en Físicas. Además, en el grupo trabajaban en temas de investigación muy novedosos, tenían bastantes publicaciones en revistas de alto impacto y mucho dinero para investigación. Así que envié un email a mi actual jefe y al día siguiente ya estaba realizando una entrevista por Skype. Me invitó a ir al Max-Planck-Institute de Stuttgart para dar una charla y conocer al grupo, y el mismo día de la visita me ofreció una plaza para 3 años.

- ¿Cuál es tu tema actual de investigación?
Es la Fototaxis: la capacidad para acercarse o alejarse de las fuentes de luz. Es una característica esencial de muchos microorganismos, como bacterias o células móviles. Por ejemplo, el fitoplacton marino, responsable original de la presencia de oxígeno (O2) en la atmósfera. El fitoplacton tiene un comportamiento fototáctico que le permite utilizar la energía solar de manera eficientemente para su metabolismo o, por el contrario, le protege de la intensidad de la luz excesiva. 

A diferencia de los sistemas vivos, donde esto se logra mediante una maquinaria interna muy compleja, el reto está en aplicarlo a los micronadadores (microswimmers) sintéticos. En el grupo de Clemens Bechinger hemos dotado a partículas producidas sintéticamente con un sistema de motilidad que se activa por medio de la luz. Los micronadadores tienen un diseño sorprendentemente simple: perlas de vidrio transparente que miden unas pocas milésimas de milímetro de diámetro cubiertas parcialmente por un material que absorbe la luz -por ejemplo, el cabón-.

Estas partículas por sí mismas pueden “sentir” diferencias ambientales y, como consecuencia, pueden auto-orientarse como si fueran brújulas. Así, dependiendo de las condiciones ambientales nuestros micronadadores son capaces de dirigirse autónomamente en función de las condiciones que les impongamos. En nuestro caso, decantándose por la oscuridad.

- ¿Cómo recibiste la noticia de la publicación en nada más y nada menos que Nature Communications*?
Tengo que decir que lo que más alegría me dio fue el descubrimiento del efecto, y ver lo general que era para otros sistemas. En ese momento, tanto mis colaboradores como yo nos dimos cuenta de que teníamos posibilidades de publicar en una revista de alto impacto. Además, la publicación de un artículo siempre da alegría, ya que indica que la comunidad científica acepta ese trabajo como relevante.

- ¿Qué aplicación/aplicaciones prácticas podrían tener los resultados de vuestra investigación?
El sistema empleado es muy simple. Eso va a permitir crear millones de micronadadores que, al poder auto-dirigirse, abren nuevas líneas de investigación: desde la fabricación de materiales de una manera más inteligente, hasta el campo del drug delivery (liberación controlada de fármacos), etcétera. 

- En este momento de “éxito” en tu trabajo, ¿cómo te planteas el futuro tras el posdoc?
Últimamente me hacen esta pregunta a menudo. Todavía no lo he decidido. Me gustan mucho tanto la investigación como la docencia, pero en nuestra carrera resulta difícil lograr una estabilidad. De hecho, es habitual enlazar un PosDoc con otro, e intentar obtener alguna plaza junior. Tampoco descarto volver a España, aunque las condiciones actuales no parecen las más favorables.