La ciència bàsica com a motor del desenvolupament tecnològic
2021/12/01 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
“Hem entrat en una altra dimensió de la ciència amb la nanociència”, explica Aitziber L. Bioquímics Cortajarena. CIC biomaGUNE desenvolupa recursos tecnològics per a la teràpia i el diagnòstic. Des que ha incorporat a l'enginyeria clàssica de proteïnes l'aportació de la nanociència, el seu potencial s'ha multiplicat. “Desenvolupem proves de detecció d'anticossos, que ara són tan coneguts pel covid-19. Però gràcies als nanomaterials aconseguim funcionalitats addicionals: d'una banda, mitjançant l'enginyeria de proteïnes, subministrem biomolècules amb una activitat biològica concreta (en aquest cas, associar-les a anticossos) i, per un altre, els donem la propietat de fluorescència gràcies als nanomaterials. Aconseguim un sensor complet en una sola molècula”.
Utilitzen nanopartícules d'or, partícules més petites que les convencionals: nanoclusters, de menys de dos nanòmetres. “En aquesta grandària, l'or no és el mateix or que veiem en els anells, amb aquests colors i centellejos característics. De sobte apareixen altres propietats: adquireix propietats plasmónicas i, si anem a menors grandàries, se li explica la propietat d'emetre fluorescència”. Utilitzant or, han aconseguit crear una plataforma que emet fluorescència vermella, verda o blava en funció de l'anticòs que ha conegut la biomolècula. La prova ràpida de detecció d'anticossos pot realitzar-se amb un únic reactiu i sense necessitat de laboratori.
Eina contra malalties víriques emergents
“Disposar d'aquesta tecnologia ens permet desenvolupar de forma molt ràpida plataformes que detecten anticossos contra qualsevol virus o nova variant de virus”, explica Cortajarena. “Podem anar canviant l'epítopo i serveix per a detectar qualsevol malaltia infecciosa. Fins i tot poden utilitzar-se per a diagnosticar qualsevol malaltia en la qual la presència d'anticossos sigui significativa. Per exemple, malalties autoimmunes. També en àrees que utilitzen anticossos terapèutics: immunoteràpia contra el càncer”.
Segons Cortajarena, el camp del nano ha canviat molt la recerca de l'enginyeria molecular. Ha lloat la trajectòria de la nanociència en aquests anys.
Per què canvien els fenòmens físics en la nanoescala?
“Les propietats dels materials utilitzats en la tecnologia actual, tant mecànics com òptics, electrònics o magnètics, estan relacionades amb la grandària del propi material. Per sota d'aquesta grandària canvien radicalment”, explica l'investigador de CIC nanoGUNE, José Ignacio Pascual. “De fet, a mesura que un sòlid disminueix, la seva estructura electrònica canvia. Per exemple, si prenem un tros d'or i el fem molt més petit, fins a la grandària d'alguns nombres d'àtoms, els electrons hauran de recol·locar-se dins d'aquests estrets límits. I com a conseqüència d'aquesta nova disposició quàntica dels electrons, l'or tindrà altres propietats”.
En una altra mena de materials, la recol·locació dels electrons fa que el material sigui magnètic. “Això és precisament el que investiguem en el nostre grup: el grafè. Bàsicament el grafè és el que està en la punta dels arcs, totalment inert i passiu. No obstant això, quan reduïm a grandària de 10-30 àtoms, aquest grafè es converteix en magnètic. Per a nosaltres és fascinant comprendre aquest magnetisme i preveure noves influències electròniques. Dissenyem i generem nanoestructuras de grafè amb precisió atòmica: sabem exactament on està cada àtom i on estan localitzats els electrons. Durant molts anys la ciència ha realitzat prediccions teòriques sobre nous efectes, i la nostra labor és demostrar experimentalment la seva existència i analitzar la seva utilitat per a futures aplicacions”.
Pascual diu que el grafè pot tenir aplicacions interessants en els ordinadors quàntics: “Hem vist que les petites partícules de grafè poden ser molt útils en les tecnologies quàntiques com un bit d'informació. L'habitual és utilitzar la càrrega per a enviar senyals, interpretant com 1 i 0 la presència i absència de la càrrega. Perquè aquest magnetisme del grafè també pot utilitzar-se com a unitat quàntica per a processar informació en els ordinadors quàntics”.
Columna Ciència no orientada
Pascual i Cortajarena tenen clar el gran potencial de la nanotecnologia, però tots dos han apostat per la ciència bàsica: “Sense ciència no hi ha tecnologia. La recerca bàsica és imprescindible. D'aquí hem arribat al cim de la piràmide, tota la tecnologia actual”.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
