​​​A propósito del Nobel de Química 2023

El mundo atómico es “raro” si lo contemplamos desde nuestro punto de vista macroscópico. En el nanomundo se observan fenómenos inusitados. En el mundo microscópico, las fuerzas capilares importan más que las gravitatorias. Los seres diminutos y los microorganismos viven en su mundo, algo distinto al nuestro, en ese sentido. Otro ejemplo: una partícula infinitesimal de un material puro funde a una temperatura considerablemente inferior que un sólido de mayores dimensiones, porque gran parte de sus átomos están en el borde, y son más fáciles de arrancar. Para algo de tamaño minúsculo, siempre habrá mucha superficie para poco volumen. El tamaño (pequeño) importa (mucho). No obstante, estos son ejemplos que pueden explicarse mediante la Física clásica.

Cada curso, en mi primera clase de Química General, muestro a mis estudiantes el experimento de la doble rendija: los electrones no son unas simples partículas, ya que producen interferencias. Algo imposible para un corpúsculo material. No obstante, los electrones también se pueden comportar como ondas. Este es un efecto “no clásico”, inexplicable fuera de la teoría cuántica. Así, un “punto cuántico” es una nanopartícula, de unas dimensiones imperceptibles, cuyo color depende de su tamaño. Como ha pasado en otras ocasiones, esta curiosa propiedad ya había sido predicha por los teóricos antes de que la tecnología y el ingenio científico hubieran sido capaces de fabricar estas partículas a voluntad. Bueno, no exactamente. La química no es solo la ciencia y la tecnología nacidas en la Edad Moderna; antes, desde la Prehistoria y hasta la Edad Media, fue arte: metales, cerámica y … vidrio. Los maestros vidrieros de la Antigüedad sabían bien cómo conseguir todos los colores del arco iris, añadiendo por ejemplo distintas sales metálicas. Ahí entra la Ciencia. ¿Y por qué, algunas veces, con una composición idéntica, un vidrio acababa con un color diferente que otro? Poco lógico, ¿no? A no ser que el tamaño de esas partículas añadidas al vidrio sí importe. La forma de molerlas y mezclarlas o la temperatura durante el proceso de producción. Esto influía.

¡Qué bonito!, ¿no? Vidrios de colores. Con idéntica composición química, pero distintos nano-tamaños en sus aditivos colorantes. ¿Y esto para qué sirve? Podría ser algo inútil y fascinante a la vez. Alfred Nobel dejó su legado para premiar a los artífices de un mundo mejor. Solo con desentrañar esta belleza, Ekimov y Brus ya se merecerían el Nobel, pero es que, además, tras una investigación fundamental siempre hay alguien que le encuentra utilidad. Para bien o para mal, habría que añadir. Una vez que Bawendi consiguió preparar estos “puntos cuánticos” con una excelente calidad en los 90, las aplicaciones empezaron a inundarnos: monitores y televisores QLED o mapeo de tejidos biológicos, por ejemplo. Y lo que quede por desarrollar en el campo electrónico, energías limpias y comunicaciones encriptadas.