Escuchar
El científico costarricense Samuel Stupp encabeza un equipo de investigadores que diseñó un nuevo material con propiedades múltiples, entre ellas, la capacidad de autorregenerarse.
Las aplicaciones de este material, conocido como polímero híbrido, se extenderían también a la medicina, la tecnología, la generación de energías limpias y la vida cotidiana.
Por ejemplo, actualmente si algún producto fabricado con plástico sufre un daño, es necesario reemplazarlo o hacer algún remiendo, pero, con este nuevo polímero, el material se repararía a sí mismo; es decir, se regeneraría.
También se podría utilizar como parte de alguna píldora, inyección o parche para lograr que algún fármaco se libere en el organismo de manera más controlada y eficiente.
Stupp, un químico con especialidad en ciencia e ingeniería de materiales, es el director del Instituto para la Bionanotecnología Simpson Querrey, de la Universidad Northwestern, en Chicago, Estados Unidos.
Su más reciente investigación se publicó en la prestigiosa revista científica Science.
Flexible. El descubrimiento de Stupp y su equipo consiste en el diseño de un nuevo tipo de polímero llamado híbrido.
Un polímero es una molécula gigante (macromolécula) que está formada por unidades estructurales más pequeñas.
Hay polímeros naturales, como la molécula del ADN y la celulosa, y otros sintéticos, como el nailon y el polietileno (en productos de plástico).
El sistema por el que están unidas las estructuras de los polímeros los clasifica en convencionales y supramoleculares.
En los convencionales, las estructuras están unidas entre sí por enlaces químicos covalentes (son fuertes) y en los supramoleculares, los enlaces son no covalentes (débiles).
“Debido a que las unidades que los constituyen están vinculadas por enlaces débiles, los polímeros supramoleculares tienen un carácter más dinámico, pueden cambiar de forma y reaccionar fácilmente a estímulos como exposición a la luz o a un campo eléctrico”, dijo Stupp. De este modo, el polímero híbrido combina características de los convencionales y los supramoleculares.
“Está conformado por una serie de compartimentos rígidos y blandos que pueden ser removidos y luego ser regenerados químicamente en varias ocasiones”, declaró el científico costarricense. Los compartimentos son a escala nanométrica.
Para explicar, Stupp comparó la estructura molecular de este polímero con la imagen de un banano al que se le quita la cáscara.
Así, el “esqueleto” de la estructura (el banano) corresponde a los polímeros clásicos de enlaces rígidos, mientras que la cáscara removible ejemplifica los polímeros supramoleculares flexibles que se pueden quitar para cumplir con objetivos específicos.
“Al ser más maleables, se ajustan para que imiten funciones que se producen en la naturaleza”, agregó.
¿Para qué sirven? Stupp reveló que, al tratarse de una novedad, los químicos y los científicos que estudian materiales tienen la enorme tarea de encontrar sus usos. No obstante, ya se pueden anticipar algunas aplicaciones.
Una de ellas es la producción de materiales que, al ser dañados o destruidos, se puedan reparar a sí mismos.
“Cuando algún objeto o aparato se daña, usted va a una ferretería y compra pegamento o cemento para repararlo. Pero no es el material original, sino que es un remiendo. Con el polímero, el material inicial volvería a crecer”, dijo. Según él, el mecanismo es similar al proceso natural de la regeneración de la piel humana.
Este polímero también se podría usar en la fabricación de edificios, automóviles, aviones, celulares y computadoras.
Las aplicaciones para la salud son prometedoras. “Los compartimentos más flexibles de la molécula podrían tener la función de liberar algún tipo de fármaco en el cuerpo. El material podría ser incluido en alguna pastilla, inyección o parche”, detalló.
Esto permitiría una administración más inteligente de los fármacos y, por lo tanto, un tratamiento más eficaz de las enfermedades. También se puede utilizar para la regeneración de tejidos.
La maleabilidad de los polímeros híbridos permite materiales que se expanden y se contraen, así como lo hacen los músculos del cuerpo. Estos “músculos artificiales” podrían utilizarse como partes de robots, por ejemplo.
La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
