{"id":42226,"date":"2019-02-11T08:58:01","date_gmt":"2019-02-11T08:58:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/?p=42226"},"modified":"2019-02-11T09:19:50","modified_gmt":"2019-02-11T09:19:50","slug":"el-gran-poder-de-los-materiales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/2019\/el-gran-poder-de-los-materiales\/","title":{"rendered":"El gran poder de los materiales"},"content":{"rendered":"

Un siglo y medio despu\u00e9s de que Julio Verne desplegara su maravillosa y f\u00e9rtil inventiva en una novela tan visionaria como Viaje al centro de la Tierra,<\/em> siguen sin tenerse todas las claves para comprender qu\u00e9 pasa realmente en el interior de nuestro planeta. Aunque se sabe ya bastante \u2012entre otras cosas, que el n\u00facleo lo conforman mayoritariamente hierro y n\u00edquel \u2012, todo aquel material que aporte nueva y valiosa informaci\u00f3n a los geof\u00edsicos para entender c\u00f3mo se comportan las capas interiores del globo terr\u00e1queo, bienvenido sea.<\/p>\n

Uno de esos materiales es una nueva fase del \u00f3xido de hierro<\/a>, la fase \u00e9psilon (Fe203), conocida pero muy poco estudiada, que responde de distinta manera a medida que se profundiza hasta el centro del planeta. A unas decenas de kil\u00f3metros de profundidad, las propiedades del \u00f3xido de hierro no son iguales a las que posee en la corteza terrestre. Cambian totalmente. En este punto, y a pesar de las altas presiones (de 30 a 40 gigapascales) y elevadas temperaturas a las que est\u00e1 sometido, es totalmente estable. Ha cambiado su estructura y puede decirse que es como un nuevo material.<\/p>\n

Adem\u00e1s de esta valios\u00edsima aportaci\u00f3n, se ha descubierto tambi\u00e9n que \u201cpotencialmente\u201d puede existir, \u2012siempre a presiones elevadas\u2012, una nueva fase de este material que por ahora es completamente desconocida, y que podr\u00eda ser de gran utilidad debido a las \u201cinteresantes\u201d propiedades magn\u00e9ticas que posee. Este hallazgo, que alumbra excepcionales posibilidades de estudio para la geodin\u00e1mica, acaba de ser distinguido como uno de los \u2018scientific highlight\u2019 de 2018 por el sincrotr\u00f3n europeo, el ESRF.<\/p>\n

El responsable de este proyecto, y de tantos otros significativos en el campo de la f\u00edsica, es el investigador de la Universidad de La Laguna y catedr\u00e1tico de F\u00edsica Aplicada Alfonso Mu\u00f1oz, que con seis sexenios de investigaci\u00f3n a sus espaldas ha dedicado gran parte de su trayectoria profesional a desvelar c\u00f3mo se comportan determinados materiales cuando son sometidos a altas presiones. Una carrera de fondo brillante a la que suma logros sin parar.<\/p>\n

Publicada en la prestigiosa revista Nature Comunications<\/a> y en otras web de ciencia<\/a> igualmente reputadas, esta investigaci\u00f3n, tan reveladora como compleja, requiri\u00f3 de varios estudios interdisciplinares y de colaboraciones de \u00e1mbito internacional. \u201cNosotros hicimos una parte de las simulaciones mecanocu\u00e1nticas y otra parte del equipo realiz\u00f3 los experimentos en el sincrotr\u00f3n europeo, \u2012donde trabajaba una antigua alumna de la ULL, la doctora Virginia Monteseguro\u2012, y en el espa\u00f1ol, ya que ambos centros permiten hacer determinaciones de rayos X y otras t\u00e9cnicas, con una precisi\u00f3n y una finura que no era posible hace 50 a\u00f1os\u201d, explica Mu\u00f1oz.<\/p>\n

Los sincrotrones<\/strong><\/p>\n

Y es que una parte importante del trabajo realizado se centr\u00f3 en las simulaciones (ese viaje al interior de la Tierra) realizadas en el sincrotr\u00f3n espa\u00f1ol (ALBA)<\/a> y el \"\"<\/a>europeo (ESRF)<\/a>, dos macroinstalaciones donde los protones y electrones alcanzan, casi, la velocidad de la luz. Hablar de un sincrotr\u00f3n es hablar de un acelerador de part\u00edculas capaz de desentra\u00f1ar estructuras moleculares y conocer a fondo la materia que se investiga: una potente herramienta con la que la comunidad cient\u00edfica ha podido dar pasos de gigante en el mundo de la nanociencia y la nanotecnolog\u00eda.<\/p>\n

La fase \u00e9psilon el \u00f3xido de hierro es, no obstante, solo uno de los muchos materiales que centran los proyectos e investigaciones que dirige este f\u00edsico, absolutamente convencido de que los materiales transforman la vida de las personas: \u201cHacemos f\u00edsica de materiales en condiciones extremas porque se est\u00e1n buscando materiales emergentes e interesantes para la humanidad. No hay que perder de vista que los materiales han cambiado la forma de vida del ser humano; cambiaban la tecnolog\u00eda de la \u00e9poca y el ser humano viv\u00eda mejor\u201d.<\/p>\n

Tal es as\u00ed que \u201cen casi una d\u00e9cada estamos generando m\u00e1s nuevos materiales que los utilizados desde el principio de los tiempos hasta el siglo XX. La revoluci\u00f3n microelectr\u00f3nica ha cambiado nuestra forma de vivir\u201d, un hecho constatable al observar detenidamente un tel\u00e9fono m\u00f3vil, fabricado con materiales de todo tipo, inexistentes hace 30 a\u00f1os, y generados a ra\u00edz de una demanda constante por parte de la actual sociedad de consumo.<\/p>\n

Mediante la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica (el estudio del movimiento de las micropart\u00edculas) y las simulaciones se puede llegar a entender por qu\u00e9 suceden determinadas cosas. Es, como dice Mu\u00f1oz, una manera de \u201cprofundizar en los experimentos\u201d que, en muchos casos, tendr\u00e1n aplicaciones tecnol\u00f3gicas y en otros no. Pero eso, en definitiva, es hacer investigaci\u00f3n b\u00e1sica. \u201cA veces vemos que un material tiene potencialmente una brecha de energ\u00eda que puede servir para un detector de un nanosensor, o ser sensible a peque\u00f1os cambios de temperatura pueden tener aplicaciones en medicina\u201d.<\/p>\n

Sin embargo, la investigaci\u00f3n es \u201cuna carrera a largo plazo\u201d, lenta y multidisciplinar. \u201cNosotros no somos como los pol\u00edticos, que en cuatro a\u00f1os tienen que dar resultados\u201d, comenta sin dejar de reconocer que los investigadores tampoco han de perder de vista las necesidades que tiene la sociedad actual. \u201cPor eso tratamos de dar ese \u2018feed back\u2019 que nos piden, y no solo art\u00edculos publicados, por muy importantes que sean. Las ideas est\u00e1n ah\u00ed y acaban entrando en la cadena de producci\u00f3n al cabo de unos a\u00f1os. Lo que hacemos ha de servir para algo\u201d.<\/p>\n

Los nanomateriales<\/strong><\/p>\n

De los grandes materiales a los peque\u00f1os, cuyas propiedades son distintas al estar en una escala diminuta (nanom\u00e9trica), lo que explica los impresionantes avances de los \u00faltimos a\u00f1os. \u201cA pesar de que sab\u00edamos que la naturaleza lleva millones de a\u00f1os usando la nanotecnolog\u00eda, nunca hab\u00edamos bajado tanto a esa escala\u201d, donde las posibilidades son casi infinitas: las nanopart\u00edculas de oro se est\u00e1n empezando a utilizar para impedir que las c\u00e9lulas cancerosas se extiendan y produzcan met\u00e1stasis. Y as\u00ed, multitud de aplicaciones m\u00e9dicas capaces de dar diagn\u00f3sticos tempranos o regenerar \u00f3rganos, y que no hacen m\u00e1s que evidenciar el extenso y prometedor \u2018nanomundo\u2019 que est\u00e1 a\u00fan por descubrir.<\/p>\n

\"\"<\/a>Sin duda, la demanda de los materiales ha cambiado el desarrollo de regiones en todo el mundo: con China produciendo casi la totalidad de tierras raras del planeta (imprescindibles en la fabricaci\u00f3n de imanes empleados en inform\u00e1tica, medicina o electr\u00f3nica), se buscan alternativas v\u00e1lidas, ya que \u201ccasi toda la tecnolog\u00eda m\u00e9dica que tenemos pasa por los materiales semiconductores y superconductores. T\u00e9cnicas como la resonancia magn\u00e9tica nuclear tienen una capacidad de diagnosis espectacular\u201d. No obstante, \u201ccasi todo est\u00e1 por hacer en nanotecnolog\u00eda; de hecho, ya se est\u00e1 indagando qu\u00e9 sucede con los materiales del interior de la corteza terrestre\u201d.<\/p>\n

Una forma muy pl\u00e1stica de comprender el gran poder de los materiales es hacerlo a trav\u00e9s de la conversi\u00f3n del grafito en diamante. En su estado normal es carbono, como el de las minas de los l\u00e1pices, pero generado en el interior de la tierra, y a altas presiones y temperaturas, es un diamante de extrema dureza, adem\u00e1s de ser uno de los mejores disipadores de calor existente. Un claro ejemplo que Alfonso Mu\u00f1oz usa para ilustrar c\u00f3mo cambian las propiedades de los materiales en condiciones extremas, objeto de los proyectos que lidera en su grupo de investigaci\u00f3n.<\/p>\n

La actividad, en este sentido, es muy amplia: mantienen colaboraciones con varios grupos experimentales, en estos tres \u00faltimos a\u00f1os han publicado varios estudios en Nature Comunications<\/em>, est\u00e1n presentes en numerosas organizaciones europeas y en diversos comit\u00e9s, como el Comit\u00e9 del Grupo de Investigaci\u00f3n de Alta Presi\u00f3n, del que fue miembro durante tres a\u00f1os, o el Comit\u00e9 de EHPRG<\/a>, el European High Pressure Research Group, del que forma parte desde 2017.<\/p>\n

Ahora mismo est\u00e1n muy interesados en \u201ccompuestos de inter\u00e9s geol\u00f3gico\u201d, como la tilleyita, un mineral que estudian en colaboraci\u00f3n con grupos de cient\u00edficos de Edimburgo y Valencia. Y hay otros, como por ejemplo, los compuestos topol\u00f3gicos, los vanadatos o los fosfatos, que poseen propiedades mecanocu\u00e1nticas bastante sorprendentes. \u201cLos aislantes topol\u00f3gicos son semiconductores en volumen, pero en superficie se comportan como metales; hay otros materiales que sometidos a altas presiones se convierten en superconductores\u201d, y qui\u00e9n sabe si \u201cpodr\u00edan solucionar la vida en el futuro\u201d.<\/p>\n

M\u00e1s de 250 art\u00edculos de investigaci\u00f3n publicados sobre materiales y nanomateriales en condiciones extremas (en sus aspectos estructurales, electr\u00f3nicos y din\u00e1micos) avalan una trayectoria durante la que ha visto c\u00f3mo han logrado fraguarse importantes proyectos de colaboraci\u00f3n internacional con centros de primera l\u00ednea: \u201cAunque no tenemos los mismos medios que otros centros acad\u00e9micos, hemos tenido una presencia en el \u00e1mbito internacional que nos ha permitido liderar\u201d.<\/p>\n

Congreso internacional<\/strong><\/p>\n

Una prueba de ese liderazgo es la celebraci\u00f3n, en 2020 y en Tenerife, de la conferencia internacional que est\u00e1 organizando, y que es el compendio de las conferencias organizadas cada a\u00f1o el Grupo Europeo de Investigaci\u00f3n de Alta Presi\u00f3n (EHPRG), cuyas citas el pasado a\u00f1o, \u2012en Portugal\u2012, y este a\u00f1o en la Rep\u00fablica Checa, re\u00fanen a los principales investigadores europeos, americanos y asi\u00e1ticos en este campo.<\/p>\n

Este congreso, del que es \u2018chairman\u2019, es una de las tantas actividades que Mu\u00f1oz realiza en su d\u00eda a d\u00eda. Aparte de las clases, las investigaciones en curso, los TFG y TFM, los proyectos a evaluar, las conferencias y estancias en el extranjero (la \u00faltima en Mumbai), reconoce que en su despacho tiene destornilladores y cables de red por si se rompe un disco duro y tiene que ser \u00e9l mismo quien lo arregle. \u201cAqu\u00ed lo arreglas t\u00fa, tienes que poder hacer de todo\u201d.<\/p>\n

No es que se haya vuelto a los tiempos a los que lleg\u00f3 a la Universidad de La Laguna, en 1989, cuando compr\u00f3 un \u2018microvax\u2019 por siete millones de pesetas que funcionaba las 24 horas y permiti\u00f3 que mucha gente pudiese hacer su tesis doctoral. Ahora, en su lugar hay, entre otras, una supercomputadora con 176 procesadores y 1.000 gigas de memoria, y las cosas en la Secci\u00f3n de F\u00edsica<\/a> han cambiado mucho. \u201cHay mucha gente valiosa, pero tanto la Universidad de La Laguna como otras universidades espa\u00f1olas, carecen de una cierta cultura de investigaci\u00f3n. Si miras las m\u00e1s potentes del pa\u00eds, las de Barcelona o Madrid, el ratio de los que investigan es bastante m\u00e1s elevado\u201d.<\/p>\n

Malta Consolider<\/strong><\/p>\n

\u201cEn este pa\u00eds nadie ha pensado a largo plazo en la investigaci\u00f3n. Tener gente preparada es bastante importante. Los da\u00f1os causados por la crisis, en este sentido,\u00a0van a tardar bastantes a\u00f1os en solucionarse. En Espa\u00f1a se est\u00e1 despreciando mucha gente joven, muy formada, que se han tenido que acabar marchando\u201d. En este sentido, atr\u00e1s quedaron los a\u00f1os en que en Espa\u00f1a se invert\u00eda m\u00e1s en investigaci\u00f3n y se generaban grupos altamente competitivos, como el proyecto Malta (proyectos consolider de excelencia promovidos por el Estado), del que la Universidad de La Laguna fue miembro junto a otros grupos nacionales.<\/p>\n

Este proyecto, en concreto, uno de los que Mu\u00f1oz considera, quiz\u00e1 m\u00e1s importantes a lo largo de su trayectoria, dur\u00f3 seis a\u00f1os y aglutin\u00f3 a investigadores que\"\"<\/a><\/p>\n

trabajaban en campos que iban desde tecnolog\u00eda de los alimentos, a la f\u00edsica, la qu\u00edmica o la astrobiolog\u00eda. Hoy en d\u00eda, los colectivos que lo integraban siguen conectados a trav\u00e9s de una especie de red que supone el mantenimiento de diversas reuniones, y luchan por ampliar el n\u00famero de grupos.<\/p>\n

Aunque esa era dorada de la investigaci\u00f3n en Espa\u00f1a se termin\u00f3 y a\u00fan no hay atisbos de que pueda volver, lo cierto es que la respuesta de los cient\u00edficos espa\u00f1oles a la crisis ha sido \u201cexcepcional\u201d. \u201cIncluso recibiendo menos dinero que el resto de pa\u00edses europeos, en pocas d\u00e9cadas hemos pasado de tener cero publicaciones a estar en el d\u00e9cimo puesto en n\u00famero de publicaciones e impacto en la ciencia mundial. Y eso con una peque\u00f1a inversi\u00f3n con la que es imposible competir con los pa\u00edses que ocupan los primeros lugares\u201d.<\/p>\n

Cuando se habla de \u2018ranking\u2019 de este tipo, este profundo admirador del f\u00edsico canario Blas Cabrera, \u2012que lleg\u00f3 a La Laguna procedente de la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid, tras su \u2018postdoc\u2019 en EEUU\u2012, lo tiene muy claro: la importancia o no de la investigaci\u00f3n es una cuesti\u00f3n de cultura. \u201cMientras los anglosajones recurren casi siempre a cient\u00edficos y los franceses consideran que sus investigadores e ingenieros son parte del PIB de su pa\u00eds, en Espa\u00f1a muchos piensan todav\u00eda que estamos en nuestra torre de marfil\u201d.<\/p>\n

Nada m\u00e1s lejos de la realidad para este investigador y profesor de F\u00edsica que a pesar de sus innumerables logros profesionales (tantos que no pueden detallarse en esta entrevista) trata de explicar siempre a sus alumnos, en sus clases y charlas, problemas que incluso a los propios f\u00edsicos les resultan dif\u00edciles de aclarar. \u201cHay propiedades de la materia para las que todav\u00eda no tenemos herramientas t\u00e9cnicas. Ni nosotros mismos, a veces, entendemos la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, porque hasta que no llegamos al final, nos podemos encontrar con sorpresas que nos permiten formular nuevas y sorprendentes preguntas\u201d.<\/p>\n

Gabinete de Comunicaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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