Anar al contingut

Ciència

Grans de sorra intel·ligents

Grans de sorra intel·ligents

Adela Muñoz Páez

La humil sorra que trepitgem és la matèria primera de molts materials que ens fan la vida més fàcil i de les prometedores nanopartícules mesoporoses

Una de les sensacions més agradables de l’estiu és passejar descalça per la platja i sentir la sorra a les plantes dels peus. El que molts passejants potser no sàpiguen és que la humil sorra que trepitgen és la matèria primera de molts materials que ens fan la vida més fàcil.

El component fonamental de la sorra és el quars, SiO2, font dels materials que contenen l’element químic silici, el símbol del qual és Si. Els més visibles són els vidres, substàncies que en calent poden modelar-se fàcilment, són transparents, durs i inerts químicament, és a dir, no reaccionen amb gairebé res. Aquestes propietats els fa molt útils per fabricar finestres, recipients d’ús domèstic o material de laboratori. La producció del vidre s’ha abaratit tant que el que fins fa poc era un luxe que només podien pagar els molt rics, avui és accessible a tot el món i ho utilitzem fins i tot per fabricar recipients d’un sol ús. No podem oblidar que l’obtenció del vidre, tot i que barata, és molt costosa energèticament, per la qual cosa és molt important reciclar-lo.

La sorra és també la matèria primera per obtenir el silici pur, base dels microxips que són el cor de tots els dispositius electrònics i component fonamental de la major part de les cèl·lules solars, base de l’energia ‘neta’. Per això, el silici és el material clau en les revolucions tecnològica i energètica.

Entretots

Publica una carta del lector

Escribe un post para publicar en la edición impresa y en la web

El gel de sílice és la forma ‘amorfa’, és a dir, sense estructura ordenada, del compost SiO2. És inert químicament igual com el quars, que és la forma cristal·lina (ordenada) del SiO2, però, a diferència del quars, la sílice té una gran capacitat per absorbir aigua a causa de la seva alta superfície, una propietat de gran importància. És una pols tan, tan fi, que un gram de gel de sílice pot tenir una superfície de 800 metres quadrats. Per això, quan es vol mantenir sec algun objecte, com bosses, rellotges o material electrònic, s’hi posen a l’interior o a les caixes on es guarden unes bossetes que contenen boletes de gel de sílice.

Quan la sílice es prepara en forma de fils, s’obté la fibra de vidre, que es fa servir tant com a additiu en materials de construcció, ja que és un excel·lent aïllant acústictèrmic i elèctric, com per reforçar carrosseries d’automòbils o pals de golf i fer recobriments de bucs de barcos i planxes de surf. La fibra òptica, una de les protagonistes de la transformació de les comunicacions, és una classe especial de fibra de vidre el component fonamental de la qual és també la sílice.

Biomaterial ‘intel·ligent’

A la seva gran versatilitat s’hi uneix el fet que la sílice no és tòxica per a l’ésser humà, la qual cosa va ser aprofitat per la professora Vallet Regí, de la Universitat Complutense de Madrid, per realitzar un ús pioner de la mateixa com a biomaterial ‘intel·ligent’. Va fer servir nanopartícules de sílice ‘mesoporosa’ com a nanovehicles per a l’alliberament controlat de fàrmacs. Vegem què signifiquen aquests termes que semblen de ciència-ficció.

Al seu laboratori preparen petites partícules de sílice d’uns 100 nanòmetres (nm) amb porus d’entre 2 i 10 nm de diàmetre, anomenats ‘mesoporus’. Per fer-nos idea de la mida d’aquests porus recordem que l’espessor d’un cabell humà és de 80.000 nm, mentre que el diàmetre de les molècules de fàrmac és de l’ordre d’1 nm. En una partícula de 100 nm amb multitud de porus de 2 nm hi caben infinitat de molècules d’un fàrmac, per la qual cosa aquestes nanopartícules poden ser fetes servir com a vehicle de transport de fàrmacs a través del corrent sanguini.

Lluita contra el càncer

¿Com s’aconsegueix que els medicaments s’alliberin als llocs apropiats? Les nanopartícules mesoporosas de sílice s’han fet servir preferentment en la lluita contra el càncer perquè, atesa l’estructura de la xarxa dels vasos sanguinis del teixit tumoral, els medicaments s’hi alliberen en més percentatge que als vasos sanguinis dels teixits sans. Per als casos en els quals no té lloc un alliberament preferent de fàrmacs, s’estan dissenyant ‘tapadores’ que mantinguin tancats els porus que emmagatzemen els medicaments fins que les nanopartícules arribin a la seva destinació. Per a això es requereix que siguin ‘intel·ligents’, és a dir, que responguin a estímuls externs. Aquests estímuls han de ser capaços de travessar els teixits sans sense fer-los malbé; poden ser camps magnètics o elèctrics, canvis en el pH, ones d’ultrasons o combinació d’alguns.

És difícil imaginar que d’un simple gra de sorra puguin obtenir-se tants i tan variats materials. No és màgia ni ciència-ficció: ¡és ciència!

*Catedrática de Química Inorgànica de la Universitat de Sevilla i membre de la Xarxa de Científiques Comunicadores.