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Química
Investigando el Gel
2 de Septiembre de 2003.
 Si
queremos entender cómo interactúan las moléculas, no hay nada como
moverse libremente entre ellas, moviendo quizá algún átomo para ver qué
está ocurriendo detrás de él. Algo así están haciendo los químicos e
informáticos que utilizan un equipo especial instalado en el National
Institute of Standards and Technology.
Naturalmente, su observación de lo que ocurre dentro de la molécula es
virtual. Se sitúan frente a dos pantallas que cubren toda una pared,
utilizando unas gafas especiales que les permiten adentrarse en un
entorno tridimensional construido a partir de datos obtenidos mediante
estudios teóricos. La instalación emplea una serie de programas
desarrollados por el NIST para la representación de conjuntos grandes y
complejos de datos, los cuales permiten a los investigadores responder a
preguntas que de otro modo desafiarían cualquier intento de solución.
Los científicos se encuentran pues cara a cara con moléculas de tamaño
gigante, cuyo comportamiento puede ser visto y comprendido en minutos en
vez de semanas, como ocurre con otras técnicas más convencionales.
Los expertos del NIST están especialmente interesados en el estudio de
los llamados “geles inteligentes”, los cuales algún día podrían ser
usados para fabricar comidas exóticas, cosméticos, medicinas, sensores y
otros artilugios tecnológicos. Los geles inteligentes son materiales
baratos que se expanden o contraen en respuesta a estímulos externos.
Esta propiedad puede ser útil en aplicaciones tales como un páncreas
artificial que libere insulina dentro del cuerpo, en respuesta a
determinados niveles de azúcar. Pero para llegar a este punto, los
científicos necesitan entender cómo se comportan las moléculas, de
manera que puedan crear las mejores “recetas” para cada producto.
El equipo del NIST está estudiando una subclase de estos materiales
llamada “geles de agitación”. A través de un proceso complejo y aún
desconocido, una mezcla acuosa de arcillas y polímeros se convierte en
un gel cuando es agitada, para pasar de nuevo, relajándose, a una fase
líquida, cuando ha transcurrido algún tiempo. Este tipo de gel podría
usarse, por ejemplo, en los amortiguadores de los automóviles. Otra
aplicación más esotérica sería la formación de áreas gelatinosas dentro
de un líquido, donde se podrían crear hologramas usando un láser.
Los equipos de visualización en 3D del NIST están ayudando a los
científicos a constatar que son los átomos de oxígeno del polímero, en
vez de los átomos de hidrógeno, los que se unen a la arcilla. También se
han hecho cálculos teóricos que podrían explicar por qué y cómo los
componentes de la mezcla líquida se unen entre sí creando una forma
semisólida. Las cargas eléctricas afectan al proceso de unión, lo que
hace que el agua se una a la superficie de la arcilla en una disposición
perpendicular, que se cree ayuda a crear la firmeza del gel.
Información adicional en:
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