“La ciencia básica enseña a los alumnos a pensar de forma independiente”

dONOSTIA - Los materiales creados y producidos por este químico jordano-estadounidense ofrecen también alternativas para el desarrollo de combustibles limpios e incluso la obtención de agua potable cosechada a partir del vapor atmosférico en las regiones más secas del planeta. Yaghi buscó ser catedrático e investigador para resolver los problemas de la sociedad, pero sobre todo para inspirar a la siguiente generación de pensadores. “La ciencia básica enseña a los académicos emergentes y a los alumnos a cómo desviarse del camino más trillado; a pensar independientemente y a no tener miedo a adentrarse en lo desconocido y a descubrir cosas que pueden cambiar la sociedad”, subraya el catedrático de la Universidad de California en Berkeley. Sus investigaciones le han valido el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas.

¿Podrían construirse estructuras inorgánicas siguiendo los patrones de diseño de seres vivos? ¿Conseguiríamos materiales inéditos y con propiedades nuevas?

-Lo que me inspiró para construir estas estructuras fue responder a una pregunta y a un reto intelectual. El reto de cómo construyes estructuras químicas con este enfoque de los ladrillos, de las piezas de construcción. Cómo diseñas y cómo retorciendo un poco las moléculas y los átomos puedes descubrir o desarrollar la química retorciendo un poco la naturaleza para que se adaptara a mi voluntad. Pero una vez hemos descubierto estos materiales y hemos aprendido como fabricarlos y cómo diseñarlos es importante también volver a la naturaleza.

¿Inspirarse en cómo la naturaleza hace las cosas?

-No puedes copiar a la naturaleza, pero como fuente de inspiración es la mejor profesora. Inicialmente nosotros queríamos de alguna manera a nivel intelectual abordar el reto y forzar un poco la mano de la naturaleza. Para alguien como yo que necesita a la ciencia básica, no entro en el laboratorio pensando que quiero resolver los problemas de la sociedad; yo hago ciencia básica entendida como ir en una dirección en la que nadie ha ido aún; hay un esquema de cómo descubrir estos hallazgos a los que te enfrentas. Con tus oídos, ojos, manos?. Con todo lo que tienes y tratando de observar lo que te está diciendo la naturaleza, muchas veces fracasamos, pero aprendemos también de los fracasos. Y la naturaleza, por suerte, se rebela y dice aquí estoy.

Usted es el creador de la denominación química reticular. ¿Cómo la definiría?

-La química reticular es la química de coser, por así decirlo, ladrillos moleculares por medio de enlaces fuertes construyen estructuras químicas robustas que contienen espacio libre en su interior y en ese espacio podemos integrar materiales que buscan otros materiales y los almacenan. Por ejemplo, separar el CO2 de la atmósfera sería una aplicación o capturarlo de las plantas productoras de electricidad antes de que lleguen a la atmósfera, o recientemente hemos cosechado agua del aire y producido agua potable.

Nuevos materiales. ¿A qué se refiere con ello? ¿Este tipo de estructuras son como las que tradicionalmente se obtienen por síntesis química, por ejemplo, un polímero de estireno?

-Hemos encontrado una nueva química que nos ha llevado a poder producir síntesis, sino nuevos materiales. Es una distinción muy importante. Lo que significa que son nuevas formas de pensar y de construir nuevos diseños de materiales e ir más allá de los que ya disponemos. Por eso este área ha experimentado un crecimiento exponencial con más de mil investigaciones por todo el mundo, utilizando estudios de esta química. Y también sectores industriales enteros se están empezando a generar en base a estos materiales; la diferencia entre los materiales que se hacen con la química reciclada y estos materiales es que nuestros materiales están hechos de componentes orgánicos e inorgánicos y eso aprovecha la robustez de lo inorgánico y la flexibilidad de la orgánico.

¿Han tomado dos áreas de la química y las han fusionado?

-Hemos creado una única y eso es un aspecto importante, el número de los componentes en la geometría de la composición de las unidades se puede variar como se quiera casi. Esto significa que ahora existen infinitas estructuras químicas nuevas que podemos construir. No hay otra área de la química que se acerque ni de lejos a la diversidad y variedad que así se puede crear.

¿Y por qué es eso importante?

-Suelo decir que soy un niño ahí jugando con su lego de bloques, pero en la naturaleza hay algo más. No todos los problemas a los que se enfrenta la sociedad necesitan nuevos materiales para resolverlos. Todos los problemas se pueden resolver si tienes la capacidad de variar ligeramente a nivel molecular, que es lo que la química reticular hace y por lo que es diferente a otras disciplinas.

¿En qué, por ejemplo?

-Si pensamos en materiales famosos como el grafeno, por ejemplo, la química reticular ha producido miles de materiales diversos y distintos, luego verdaderamente es el futuro.

Entre sus aplicaciones cita la capacidad de capturar CO2 evitando que se libere a la atmósfera. ¿Podría detenerse así el cambio climático?

-Hemos resuelto el tema de la captura de carbono en el laboratorio y el resto es un tema que la sociedad debe de decidir, si quiere capturar CO2 o no. Yo no tengo ningún tipo de influencia, soy un científico, yo resuelvo el problema, pero no decido si se aplica o no pero a nivel de ciencia básica está arreglado. No digo que ya tengamos hoy un material que podemos poner en una planta productora de electricidad, pero si la sociedad decide que capturar el carbono es importante, esa motivación tendrá una base científica para instalarlo físicamente en una central, y se hará.

Podrían servir también como captadores de agua atmosférica en lugares muy áridos. ¿Se aplica ya? ¿Cuándo cree que se podrá emplear para esto a gran escala?

-Descubrimos su capacidad de retener agua hace cinco años. Recientemente se han elaborado tres informes, el último hace muy poco, donde presentamos un prototipo que podría trabajar en el desierto. De hecho, lo hemos probado en el desierto de Arizona. Me complace poder decir que hemos logrado obtener agua del aire. El dispositivo, que es una caja, funciona en el desierto recogiendo agua del aire

¿Cuándo se podrá aplicar a gran escala?

-Quizá en tres años, o poco más.

También poseen alta capacidad de acumular gran volumen de hidrógeno en pequeños espacios. Ideal como combustible limpio. ¿Ya funciona? ¿Para cuándo lo estará?

-A nivel de ciencia básica, el problema del hidrógeno todavía no se ha resuelto. Estamos trabajando mucho y avanzando pero es un problema más complicado. Con los nuevos materiales MOF (metal organic frameworks) y COF (covalent organic frameworks) vamos muy a la cabeza en la obtención de materiales que se podrían usar para ello, pero estamos todavía desarrollando métodos muy básicos para capturar más hidrógeno.

Y para limpiar agua contaminada y hacerla potable. ¿Podría servir?

-De hecho, este tipo de materiales es ideal para limpiar agua y eliminar componentes inorgánicos u orgánicos como hormonas, fármacos o toxinas, cosas que acaban en el agua que no quieres que acaben ahí. Sería ideal para limpiar el agua de todo eso. Esta, en cambio, es una aplicación mucho más fácil.

¿Piensa en estas aplicaciones cuando comienza una nueva investigación básica?

-Los científicos excelentes hacen ciencia básica y los grandes maestros son los que desde la vivencia básica son capaces de anticipar las aplicaciones. Mi estilo es desarrollar la ciencia básica porque es muy emocionante, y porque al hacer un descubrimiento creo que tengo la obligación moral de aplicarlo y mostrar la viabilidad para ayudar a la sociedad.

Además de investigador es profesor y tutor. ¿Ve ilusión en los jóvenes por la investigación básica? ¿Qué más puede hacerse para contagiarles la pasión por la ciencia?

-Conseguir ese objetivo para mí es más importante que los nuevos materiales; fomentar que haya gente que piense diferente; así que no hablo de ser tutor, sino de ser mentor, que implica que el profesor-alumno están al mismo nivel, no jerárquico. Nosotros damos a los alumnos todos los conocimientos y experiencias acumulados, sabiendo que ellos un día serán independientes y podrán ser nuestros competidores.