Nanos, "nanus" y liliputienses

Le tomo prestado el título a mi colega, amigo y muchos años Director de Departamento, Antxon Santamaría. He estado a punto de publicar entero el artículo que firma en el último Boletín trimestral del Grupo Español de Reología de las Reales Sociedades de Física y Química, pero ambos hemos convenido en que hay una parte sólo para iniciados en la física de los polímeros, así que tengo su permiso para usarlo según mi leal saber y entender, de forma que resulte más adecuado a los propósitos de este Blog, sin asustar visitantes. Que ya veremos...

A nadie que haya tenido algo que ver con la investigación científica se le escapa que la misma también adolece del hecho de avanzar a ritmo de modas. Y en los últimos años, la moda de la nanociencia y la nanotecnología lo inunda todo, desde la medicina a la cosmética, desde la electrónica a los polímeros. Con mayor o menor incidencia y con mayor o menor éxito. En el caso de nuestros bienamados polímeros, la tesis del Prof. Santamaría es que no es oro todo lo que reluce. Su artículo constata como factor negativo la existencia de una cierta impaciencia a nivel industrial, debido al divorcio de la ciencia básica en estos extremos con sus aplicaciones industriales. Y así, por ejemplo, mientras el crecimiento del número de artículos sobre materiales a base de polímeros y nanotubos de carbono crece de forma exponencial, el crecimiento en patentes sobre el mismo tema es raquítico.

Basa Antxon su artículo en una divertida anécdota que proviene de su difunto cuñado Javier, un asturiano de la zona de El Entrego (El Entregu en asturiano). En esa zona, y como pasaba en otras en los años cincuenta y primeros sesenta del siglo pasado, era corriente que los pueblos recibieran la visita de todo tipo de charlatanes, comediantes, titiriteros y otra parafernalia que, para llamar la atención del personal hacia sus "productos", incluían en sus caravanas elementos exóticos como osos, mujeres barbudas, enanos o lo que hiciera falta. Al parecer, en cierta ocasión, en la zona del Entregu se levantaron grandes expectativas ante el anuncio de la actuación de unos seres con nombre misterioso, liliputienses. La gente acudió en masa, ya que el nombre (por su terminación) presentaba cierto atractivo morboso. Pero la cosa acabó mal porque el personal se sintió timado: ¡Qué putienses ni lleches.....Si son nanus...!., dijo algún astur cabreado.

Pues algo de eso pasa en relación a los polímeros y la nanotecnología. Ahora hace 26 años casi exactos, el propio Antxón Santamaría y el Búho se fueron a pasar quince días en Londres, en compañía de nuestro jefe natural (el Prof. Martín Guzmán), para asistir a un Curso organizado por la OTAN en torno a Mezclas de Polímeros, un tema que entonces empezaba a despuntar. Hablar de mezclas de polímeros es hablar casi de un imposible, porque dos polímeros cogidos al azar generalmente no se mezclan, formando cada uno de ellos su propia fase o casi (en similitud con lo que ocurre con el agua y el aceite). Pero hay muchos trucos para dispersar un polímero en otro y conseguir que esa dispersión se mantenga estable (una especie de mayonesa polimérica). Uno de ellos es usar copolímeros de bloque, cadenas que contengan trozos largos de cada uno de los polímeros que se pretenda mezclar, pero enlazados dentro de la propia cadena. Para que se me entienda, pondré un ejemplo. Tomemos clips de los de sujetar papel, de color rosa y verde. Si encadeno sólo los de un color obtengo "polímeros" de ese color. Si hago cadenas en la que primero pongo muchos clips rosas y luego otro montón de clips verdes, pero todos unidos en una única cadena, tengo un copolímero de bloque rosa/verde. Esos copolímeros jugaban en mi mayonesa polimérica un papel parecido al que juega el jabón para estabilizar una emulsión de grasa o aceite en un medio acuoso.

Pero estos copolímeros, por si solos, tenían ya en aquella lejana época un comportamiento fascinante. Los trozos de cada entidad química se organizaban de maneras caprichosas, llegándose a formar, por ejemplo, estructuras tipo cebolla en la que cada capa estaba constituida por segmentos de copolímero de una entidad química determinada (un color en mi ejemplo). Una parte importante de aquel Curso estuvo destinado a conocer las posibilidades de la microscopía electrónica de la época para evidenciar esas caprichosas estructuras. Ya entonces se intuía que esos dominios podían tener dimensiones del orden de unos pocos nanometros.

Pero hoy los vemos con más claridad y podemos forzar la formación de otras organizaciones y profundizar en su constitución aún más profunda. Y esa complejidad hace también más compleja la semántica para denominar el efecto. Y acabamos hablando de "nanoestructuras autoorganizadas de los copolímeros de bloque", algo que colocado en un proyecto suena de maravilla. Pero, desde el punto de vista del Prof. Santamaría (que yo comparto y por eso me ha encantado su artículo), son solo formas de vender el producto porque, "¡que autoorganización ni leches en compota, si son nanus...!".

Cosas de golfistas

Una de las frases más habituales cuando un no golfista habla con un golfista es aquella de "parece que el golf engancha". Y algo de eso hay. Si considero el entorno más próximo de amigos que tengo en el golf, me encuentro con una variopinta fauna de personas con muy diferentes extracciones sociológicas, ideas políticas, cuentas corrientes y otros indicativos, pero casi todos enganchados y con mayor o menor grado de demencia golfil. Desde el que sigue saliendo a jugar aunque haya una tormenta del carajo sobre el campo, lo que podría acabar con él dado el número de pararrayos que lleva cerca (los palos), hasta el que, saliente de una operación de cadera, anda haciendo swings con el bastón por las esquinas, hecho verídico en el caso de un respetado profesor de polímeros de una Universidad americana de prestigio y amigo del Búho. Y puestos a estar enganchados, cualquier oportunidad es buena para jugar o entrenar nuestra absorbente actividad. Y de algo de eso va la primera parte de esta entrada.

Hace poco, unas amigas del Museo de la Ciencia de Miramón (Eureka! se llama ahora) me regalaron una bolas de golf muy especiales y ecológicas. Se disuelven en agua en pocos días y no tienen impacto ambiental alguno, al ser biodegradables y biocompatibles (al menos eso dice la propaganda). Y alguno pensará: está bien, ya que en los campos de golf suele haber lagos y así se evita que se llenen de bolas. ¡Craso error!. En la mayoría de los campos, las bolas de los lagos se recogen con las más variadas martingalas y se vuelven a vender (lo que constituye un lucrativo negocio de "reciclaje"). ¿Y entonces?. Pues, amigos míos, el nicho de business de estas bolas solubles está en los viajes a bordo de esos gigantescos cruceros que cruzan los mares. Como en ellos viaja mucho ricachón (y no tan ricachón) golfista, una de las actividades para matar el tedio es practicar el swing, ¡tirando bolas al mar!. Lo cual, evidentemente, queda un poco feo para el rampante ecologismo que nos invaden y desdice de la imagen del golf como deporte idílico, en entornos naturales.

Así que para deshacer el entuerto, ahí están las bolas ecológicas que nos ocupan. En cuanto las recibimos en la Facultad, decidimos investigar de que estaban hechas. Las bolas tradicionales suelen tener dos o tres capas de polímeros diferentes pero éstas, tras partirlas en dos con una sierra (que ya nos costó), evidenciaron la existencia de una única capa, como puede verse en la foto de arriba. Metimos un trozo en el espectrofómetro de infrarrojo y el resultado era claro. Las bolas están hechas con polialcohol vinílico, uno de los pocos polímeros solubles en agua. La propaganda del fabricante ya lo decía, pero había en ella ciertas frases enigmáticas que nos mosquearon. No fuera a pasar lo de la historia del bambú de la bolsa ecológica de mi amiga, de la que, por cierto, algún día de éstos os contaré el final.

El citado polímero tiene diversas aplicaciones en el ámbito de la industria textil, la industria papelera, como adhesivo e, incluso, como agente embolizante en el ámbito médico. Usos más conocidos en la red implican la preparación de plastilinas más o menos repugnantes (los slimes o silly putty de los americanos), mezclando un adhesivo a base del polímero con bórax. En mi ámbito de trabajo, el polialcohol vinílico es el polímero más barrera al oxígeno existente, siempre que esté totalmente seco. Cosa imposible en condiciones normales porque, dada su avidez por el agua, la toma de la humedad ambiental y, en cuanto tiene un pequeño porcentaje de agua en su seno, su carácter barrera al oxígeno desciende drásticamente. Para evitarlo, se suelen preparar filmes barrera al oxígeno encerrando un filme de polialcohol vinílico entre dos de polietileno. Éste repele el agua y protege así al polialcohol vinílico de la humedad, manteniéndose seco, con el que el conjunto en forma de filme de tres capas puede servir para preservar, por ejemplo, alimentos sensibles al oxígeno.

Al hilo de las cosas de los golfistas, mi colega Jesús Ugalde, también golfista (aunque no se si lo saben en su Bergara natal), se ha bajado un ratito de su nube cuántica para pasarme un artículo que tiene que ver con la supercomputación y el diseño de palos de golf.

Otro de los lugares comunes entre los golfistas es justificar nuestros malos resultados echando la culpa al palo que usamos. Los fabricantes lo saben y sacan al mercado, de forma incesante, nuevos modelos de palos que prometen el oro y el moro a los incautos amateurs que necesitamos justificar nuestros lentos progresos (if any) con el juego. Uno de esos fabricantes es PING que, según el artículo, ha mejorado significativamente la producción de sus nuevos palos tras la compra, en 2005, de un supercomputador que le permite manejar un avanzado software de simulación. Desde entonces, el supercomputer guía la selección de las condiciones óptimas de diseño de los nuevos palos, lo que ha conseguido reducir sustancialmente todos los procesos. Simulaciones de comportamiento en ordenadores convencionales que antes llevaban medio día, hoy se resuelven en 15 ó 20 minutos. De hecho, el período de diseño total de un nuevo palo ha pasado de cifras de 18-24 meses a menos de la mitad, entre 8-9 meses.

Así que me temo que habrá más nuevos palos en el mercado para catalizar la sensación del golfista de que "con éste lo haré mejor". Aunque hay otra máxima que todo golfista conoce: "la culpa es del indio, no de la flecha".

Por cierto, habreis comprobado que en lo del golf, el género no importa. No he visto a ninguna compañera de juego que me llame golfisto. Y menos mal...

Una Visa biodegradable

Hace ya doce años, en la introducción de la Tesis que dirigí a mi hoy colega y amigo Oscar Miguel, hacíamos mención al empleo por parte de un banco británico de tarjetas de crédito fabricadas con el polímero que constituía el meollo de la Tesis de Oscar: el polihidroxibutirato (PHB). El PHB es un plástico producido por determinado tipo de bacterias que, cuando se las atiborra del tipo de comida que les gusta y cual hormiguitas, prefieren asegurarse su futuro alimenticio acumulando ese polímero en su interior en forma de reservas. Cuando vienen las vacas flacas, descomponen el polímero y se alimentan de él. Un chollo, porque eso hace que, en ciertas condiciones, puedan comerse también el PHB empleado en la fabricación de una tarjeta de crédito, cerrando así el ciclo de manera verde y sostenible.

Todo muy bonito, pero el PHB tiene una larga y frustrante historia desde que, hace más de 30 años, la empresa ICI lo pusiera en el mercado. Desde entonces, ha sido la esperanza "verde", el eterno candidato a reemplazar a unos cuantos plásticos "no verdes". Pero, por ahora, se ha quedado en candidato por aquello de su alto precio, imposibilitado para competir con el polímero que pretendía reemplazar, el polipropileno. ICI vendió el negocio del PHB a Monsanto en 1996 y éste abandonó la idea, pocos años más tarde (2001), en manos de una firma americana que se llama Metabolix. Ésta, empleando nuevos tipos de bacterias, ha puesto en el mercado lo que ellos llaman el biopolímero sostenible por excelencia. No muy diferente en estructura del PHB (hay toda una familia de biopolímeros muy parecidos que se conocen como polihidroxi alcanoatos, PHA), se comercializa con el nombre de Mirel.

Y todo esto viene a cuento de otra Tesis. La de Haritz Sardón, de Hernani como un servidor, y que se leyó el viernes pasado. No había tomado todavía aire tras los sudores y sobresaltos que pasó en el evento con tres féminas que le acosaron, cuando dos días más tarde ya me estaba llamando para consultarme sobre un tema que no tenía nada que ver con su Tesis, aunque si con la de Oscar: el empleo de polímeros biodegradables en la fabricación de tarjetas de crédito.

Sólo en USA circulan casi dos mil millones (o dos billones americanos) de tarjetas de crédito. La tarjeta tradicional, desde los tiempos en los que American Express empezó con el asunto para despues ser seguido por Visa, Master, Discover, etc., se ha fabricado y se fabrica, mayoritariamente, usando PVC, el prototipo de plástico diabólico para el medio ambiente, según los círculos ecologistas. Intentos en el pasado, como el que mencionaba arriba con PHB, se quedaron en nada porque, de nuevo, la pela es la pela y el PVC es muy barato.

Las dudas de Haritz partían de cierta información que le habían pasado sobre el empleo en las tarjetas de un nuevo tipo de PVC, denominado pomposamente bioPVC. De hecho, Discover, uno de los sistemas de crédito más populares en USA, empezó en las Navidades de 2008 a dar a sus clientes tarjetas elaboradas con ese PVC. El material es fabricado por la empresa del mismo nombre y en su publicidad se habla de cierto aditivo (en otra información de la que dispongo parece que es más un recubrimiento que un aditivo) que atrae a hongos (y en menor medida a bacterias) hacia los restos de una tarjeta y les hace empezar a biodegradarla. Los productos finales serían CO2, agua y sales en forma de cloruros, derivadas del cloro que el PVC contiene. Por supuesto, la fórmula es secreta, tan secreta que no quieren ni patentarla. Craso error, creo yo, porque si la cosa funciona, alguien (nosotros mismos, sin ir más lejos) destripará la tarjeta y se hará con su formulación.

No estoy muy convencido del asunto del bioPVC este, aunque puede que me equivoque porque no he visto resultados experimentales fiables en ningún sitio alternativo a la web que os indicaba arriba. Sobre todo despues de leer, en la propia propaganda de la empresa, que pruebas realizadas por un organismo belga, dedicado a esos menesteres, han certificado que el bioPVC se biodegrada ¡en un 13%!. Me suena muy parecido al asunto de los oxo-bios, esos polímeros convencionales a los que se adiciona ciertos aditivos que incentivan su degradación parcial por acción de la luz, mediante la producción de radicales libres que aceleran el proceso de descomposición. Pero la palabra clave aquí es degradación total, acabando únicamente en CO2 y agua, para que la cosa sea como Dios manda. Si no, da la sensación de que, a simple vista, el plástico casi desaparece macroscópicamente, pero generamos miles de trocitos microscópicos que son casi tan polietileno o PVC como los de partida. Y esas partículas, y su dispersión, me dan más miedo que las bolsas íntegras que afean el paisaje.

Así que yo, en principio y si el dinero no lo impide, me iría por soluciones más verdes o sostenibles para las nuevas tarjetas. Por ejemplo, la tarjeta que distribuye Apple para regalar sus productos iTunes está hecha de poliácido láctico y hay de nuevo algunos intentos para distribuir tarjetas basadas en el Mirel mencionado al principio. Ambos son biodegradables, más el segundo que el primero. Hay además otras alternativas, esta vez de tipo sostenible, basadas en el empleo de PET reciclado (proveniente de las botellas de agua, Coca Cola, etc.), como las tarjetas puestas en circulación recientemente por el banco británico HSBC.

Pero insisto, todo es cuestión de dinero. Hasta en los entresijos. Estos días me he enterado de que Frito-Lay, que había empezado a meter sus patatas chip en envases de poliácido láctico, ha vuelto a los envases tradicionales, menos "verdes", porque los clientes se quejaban de que al abrir, manejar o recogerlos sobre si mismos para echarlos a la basura, los de poliláctico hacían demasiado ruido. Lo de ekologia ala hil (ecología o muerte) de hace años parece que se anda desvirtuando por intereses funcionales.

Y un aviso final que no tiene que ver con las tarjetas: desde hoy las entradas del Blog se ven mejor en móviles y tabletas gracias a una nueva aplicación de Blogger. Lo he comprobado ya en mi iphone4 y funciona. El Búho será ya un vejete pero procura estar a la última.