La naturaleza es una fuente inagotable de inspiración a la hora de buscar soluciones a muchos de los problemas de la vida cotidiana. Imitándola se pueden obtener materiales nuevos con propiedades asombrosas. Hace unos días contábamos cómo el gusano de la cera, una plaga de las colmenas, podría aportar la solución para degradar el omnipresente plástico de bolsas y envases. Y ahora, en el Instituto de Tecnología de Massachussets, un ingeniero español, Francisco Martín-Martínez, observa de cerca a otro gusano, esta vez marino.
En concreto, se ha fijado en sus mandíbulas, que tienen la capacidad de ser blandas como la gelatina o volverse duras como un hueso, dependiendo de las características del medio en el que se encuentre. Alitta virens, que así se llama este gusano marino, vive enterrado en la arena, puede llegar a medir un metro y es capaz de picar a una persona con las potentes pinzas de su mandíbula, cuando está en versión “dura”. Algo que debe hacer como defensa, porque al ser muy apreciado comercialmente, se hacen batidas en las marismas para recolectarle, lo que ha llevado a que su población haya disminuido considerablemente.
El secreto de una mandíbula convertible, capaz de asestar un mordisco si es necesario o ser blanda como la gelatina, se encuentra en una proteína formada mayoritariamente por histidina, un aminoácido (unidades o “ladrillos” que forman las proteínas) que interacciona con el medio que rodea al gusano y permite que varíe la rigidez. ¿Y por qué no imitar a la naturaleza y crear un material cambiante que pueda ser flexible o rígido a conveniencia?, se plantearon en el Laboratorio de Mecánica Atomística y Molecular del MIT, donde trabaja Francisco Martín.
La proteína prodigiosa
Y lo han logrado. El material ya ha sido desarrollado en colaboración con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de Estados Unidos (AFRL) y los detalles publicados en la revista ACS Nano. Se trata de un hidrogel hecho de una proteína semejante a la que da estabilidad a la mandíbula del gusano. Cuando se cambian los iones del medio y la concentración salina, el material se expande o se contrae. En presencia de iones de zinc y un determinado pH se endurece, pero esta configuración rígida es reversible, lo que hace a este nuevo material dinámico y flexible.
El nuevo material podrá tener distintas aplicaciones, como la creación de dispositivos que funcionen como músculos para los llamados robots blandos, que están hechos de polímeros. También en el desarrollo de sensores que no precisen utilizar fuentes de alimentación externa y en dispositivos de control para sistemas electrónicos complejos.
“La mayoría de las grandes soluciones a problemas tecnológicos han sido ya aportadas por la naturaleza, que es una fuente de inspiración. Mi investigación contribuye a un enfoque que integra creativamente la bioinspiración, la nanotecnología y la modelización multiescala para enfrentar tales desafíos”, escribe Francisco Martín en su página web, como declaración de “intenciones”. Con él, que es también vicepresidente de Ecusa (Españoles Científicos en Usa), ha charlado InnovaSpain.
¿Ha trabajado en colaboración con el AFRL, qué aplicaciones puede tener este material en aviación?
Algunas aplicaciones están aún por explorar. El Departamento de Defensa no solo invierte en investigación aplicada cercana a una utilidad final, sino también en investigación básica y fundamental. Algunos de los descubrimientos que salen de esa investigación pueden tener aplicación en el campo concreto de defensa o de aviación, pero no necesariamente. O al menos no se plantea de manera directa en este punto de la investigación. En este caso en particular, estos materiales podrían usarse en dispositivos robóticos en aviación, pero como digo, no necesariamente. Pueden acabar siendo aplicados en otras áreas. Nosotros nos centramos en la etapa más fundamental, en el diseño de los materiales y en entender la ciencia que subyace a su comportamiento.
Este material nuevo se expande y se contrae y además cambia su rigidez. ¿Es capaz de hacer ambas cosas a la vez?
Sí, pero se trata más bien una consecuencia que una combinación de propiedades independientes. El material se expande y se contrae, y esto conlleva que se haga más rígido al contraerse.
¿Cómo te fijaste en el gusano marino?
Bueno, yo no me fijé en el gusano en particular. Es una línea de investigación que viene de antes. La colaboración con el AFRL comenzó antes de mi llegada al MIT. En general, nosotros trabajamos en materiales bio-inspirados, es decir, materiales que imitan a la naturaleza, que vienen motivados por cómo la naturaleza actúa y proporciona soluciones tecnológicas. La gran mayoría de los materiales y las tecnologías que nosotros podamos desarrollar, han sido antes desarrollados de alguna manera por la naturaleza, y casi siempre de una manera más eficiente. Nos fijamos en el gusano de la misma manera que nos fijamos en la tela de araña, en las fibras que usan los mejillones para unirse a las rocas, o en la resistencia mecánica del nácar, por citar algunos ejemplos.
En una entrevista ha dicho que quiere volver a España para investigar aquí. ¿Qué le llevó a marcharse y qué le haría volver desde el MIT a las condiciones en que se encuentra la investigación aquí?
En mi caso me parché porque quise. Antes de EEUU estuve en Bruselas y en Hamburgo. Lo hice porque quería aprender todo lo posible, conocer otras culturas y vivir en el extranjero. Obviamente, el MIT lidera la investigación a nivel mundial en muchas áreas, y su capacidad para la innovación es increíble. Si tienes pasión por la ciencia y la investigación, es difícil decir que no a una oportunidad así. Creo que es bueno que la gente salga de España, que aprendan más allá de nuestras fronteras, que abran su mente. No hay que impedir que la gente se vaya, hay que animarles a salir. La clave está en darles también las facilidades, los medios, y la oportunidad de volver cuando quieran, y ahí es donde tenemos que mejorar. En mi caso particular, mis razones para volver son mi familia y mis amigos. Aún no creo que sea la hora, pero quiero volver en algún momento no muy lejano. Creo que es posible hacer investigación en España tan buena como la del MIT, y de hecho se hace en algunos centros. La gente con la que hice mi tesis en Granada no tiene nada que envidiar a algunos de los grandes científicos del MIT. Hay que gestionar mejor lo que se invierte en investigación, y hay que facilitar la contratación de talentos. El capital humano es incuestionable.
Como vicepresidente de Ecusa, ¿cuál es vuestra opinión de las condiciones de investigación que tenemos en España? ¿Cómo se ve desde allí la ciencia en España?
Es un problema que va más allá del signo político, es necesario que la sociedad entienda la importancia de la ciencia como modelo de desarrollo y, aún más importante, como herramienta crucial para nuestra supervivencia como especie, para nuestra esperanza de vida, y para nuestro conocimiento de lo que nos rodea. Si este mensaje cala en la sociedad, todo lo demás debería venir a continuación... Que en España se podían haber hecho muchas cosas mejor no es ningún secreto, y por eso tenemos que poner todos de nuestra parte para mejorar. La crítica destructiva no sirve de nada, sirve el trabajo, la voluntad de mejorar y la capacidad de ver más allá de lo inmediato. Hay que aprender de los errores, tener una visión crítica, e importar aquello que nos ayude a construir. IMDEA, Ikerbasque, ICREA, o Genyo son buenos ejemplos. Nosotros desde ECUSA tenemos la voluntad de transmitir aquello que los que estamos aquí hemos aprendido como bueno en el sistema de ciencia estadounidense. En ECUSA, más de 60 personas trabajan de manera voluntaria para ayudar a todos los profesionales en ciencia y tecnología que están en EEUU y también para colaborar con las instituciones españolas. Estamos abiertos a cualquier iniciativa que venga de España y que ayude a mejorar el sistema español de investigación. El próximo mes organizamos el segundo Encuentro de Científicos Españoles en EEUU, en el que colaboramos con la FECYT, la Fundación Ramón Areces, la Fundación la Caixa y la Fundación Telefónica. Esperamos que sirva para seguir estrechando lazos entre la comunidad de profesionales en ciencia y tecnología que están en EEUU, crear puentes con España, y seguir alzando la voz de la Ciencia en la sociedad.
