El catedrático de Química Analítica, Javier Laserna, en su despacho en la Universidad de Málaga. 

“There’s plenty of room at the bottom” [Hay mucho espacio al fondo]. El físico estadounidense Richard Feynman habló por primera vez en 1959 en una conferencia con este título de la posibilidad de manipular átomos y moléculas con instrumentos de gran precisión. La nanotecnología ha deparado descubrimientos insospechados no solo el siglo pasado, sino hace apenas una década. Desde la medicina hasta el medio ambiente, la electrónica o la energía, el universo de lo más pequeño ha deparado grandes avances. También desafíos. Uno de ellos es la caracterización de las nanopartículas.

Para comprender hasta qué punto es importante conocer la composición de las nanopartículas solo hay que recordar lo que sucedió con sus hermanas mayores, las micropartículas. Su pequeña dimensión favorece que entren en los pulmones, las absorban los alveolos y pasen al torrente sanguíneo. “Las nanopartículas al ser más pequeñas entrañan un riesgo aún mayor”, explica el catedrático de Química de la Universidad de Málaga Javier Laserna.

El plan estatal de I+D acaba de aprobar un presupuesto de 175.000 euros para que Laserna explore en el Laboratorio de Láser que dirige una vía para caracterizar nanopartículas, medirlas y averiguar su composición una a una. En la actualidad existen herramientas para caracterizar un conjunto de nanopartículas y estudiar su comportamiento y composición promedio, pero un grupo engloba a cientos de millones de nanopartículas y cada una de ellas puede comportarse de manera diferente. “Pensemos en una nanopartícula que tiene que transportar un medicamento a una célula”, sugiere, y agrega otro ejemplo: “Necesitamos herramientas que digan si una partícula tiene adherida a su superficie una cantidad importante de mercurio y que, dado su tamaño, se va a mover con facilidad y se va a respirar, llegando a ser tóxica”.

El proyecto que lidera Laserna es audaz.Utiliza el láser para medir la composición de una nanopartícula e indicar si está libre de contaminantes, tiene una composición múltiple o si pertenece a un solo elemento químico entre otras características. “La técnica es enormemente compleja experimentalmente”. Parte de una hipótesis de trabajo ya demostrada en el laboratorio: una nanopartícula se hace levitar en el espacio gracias a un haz de láser. Una vez que está suspendida se le hace llegar otro láser lateral. La nanopartícula se excita y responde con su composición.

¿Es este el límite de la existencia? “Menos ya no existe. Hay herramientas que permiten analizar átomos atrapados en el espacio a una temperatura muy baja, cercana a cero absoluto, pero son de laboratorio sin aplicación fuera”.

El proyecto que financia el Ministerio de Economía, dentro del subprograma Generación de Conocimiento, también incluye la detección de micropartículas a distancia en la atmósfera abierta. El equipo de Javier Laserna tiene una prolija trayectoria en el uso del láser para identificar materiales a distancia. Ha desarrollado herramientas para detectar explosivos en remoto utilizados por la OTAN y el ejército de Estados Unidos, y ha creado también herramientas de aplicación en arqueología que se han utilizado, por ejemplo, para caracterizar los materiales con los que se construyó la Catedral de Málaga y los depósitos contaminantes que ha dejado el paso del tiempo en sus fachadas.

El objetivo que el equipo marca en este proyecto pasa por medir e identificar a distancia conjuntos de pequeñas partículas en el espacio. Las nuevas instalaciones que el Laboratorio de Láser está a punto de inaugurar en la Universidad de Málaga disponen de una escotilla a través de la que se puede sacar al exterior un analizador con aspecto de cañón que permite estudiar las características de polarización, dispersión o morfología de las micropartículas que, por otra parte, tienen la particularidad de ser las más peligrosas y contaminantes. Este riesgo tiene su origen en su capacidad absorber los contaminantes y ejercer de vehículo para trasportarlos hasta los organismos vivos.

Las mediciones de las partículas contaminantes en el ambiente se realizan en la actualidad a través de muestreadores que aspiran el polvo atmosférico y después se analiza la composición de las partículas que se captan. Hasta ahora nunca se ha hecho ni en tiempo real ni a cielo abierto.