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introduccion a la importancia de la quimica en nuestras vidas

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La química es una ciencia que tiene por finalidad no sólo descubrir, sino también, y sobre todo, crear, ya que es el arte de hacer compleja la materia. Para captar la lógica de la reciente evolución de la química, hay que retroceder en el tiempo y dar un salto atrás de unos cuatro mil millones de años.
por Jean-Marie Lehn

La química desempeña un papel fundamental, tanto por el puesto que ocupa en las ciencias de la naturaleza y del conocimiento como por su importancia económica y su omnipresencia en nuestra vida diaria. A fuerza de estar presente por doquier se suele olvidar su existencia, e incluso corre el riesgo de pasar completamente desapercibida. Es una ciencia que no propende a ofrecerse en espectáculo, pero sin ella muchas proezas terapéuticas, hazañas espaciales y maravillas de la técnica, que todos consideramos espectaculares, no habrían visto la luz del día. La química contribuye de forma decisiva a satisfacer las necesidades de la humanidad en alimentación, medicamentos, indumentaria, vivienda, energía, materias primas, transportes y comunicaciones. También suministra materiales a la física y la industria, proporciona modelos y sustratos a la biología y la farmacología, y aporta propiedades y procedimientos a las ciencias y las técnicas en general.

Un mundo sin química estaría desprovisto de materiales sintéticos y, por lo tanto, carecería de teléfonos, ordenadores, tejidos sintéticos y cines. Sería también un mundo carente, entre otras muchas cosas, de aspirinas, jabones, champús, dentífricos, cosméticos, píldoras anticonceptivas, colas, pinturas y papel, por lo que no habría tampoco ni periódicos ni libros.

No olvidemos que la química ayuda a los historiadores del arte a descubrir algunos de los secretos de fabricación de los cuadros y esculturas que admiramos en los museos. Recordemos asimismo que permite a la policía científica analizar las muestras recogidas en el "escenario del delito" e identificar así a los culpables más rápidamente, y por último sepamos también que es ella la que descubre las sutilezas moleculares de los platos que cautivan nuestro paladar.

Junto con la física, que descifra las leyes del universo, y la biología, que descodifica las reglas de la vida, la química es la ciencia de la materia y de sus transformaciones. Su expresión más alta es la vida misma. Desempeña un papel primordial en nuestro entendimiento de los fenómenos materiales, así como en nuestra capacidad para actuar sobre ellos, modificarlos y controlarlos.

Desde hace dos siglos aproximadamente, la química molecular ha creado un vasto conjunto de moléculas y materiales cada vez más complejos. Desde la auténtica revolución que supuso la síntesis de la urea, lograda en 1828, que demostró la posibilidad de obtener una molécula orgánica a partir de un compuesto mineral, hasta la consecución de la síntesis de la vitamina B12 en el decenio de 1970, esta disciplina ha ido consolidando continuamente su poder sobre la estructura y la transformación de la materia.

La molécula como caballo de Troya

Más allá de la química molecular se extiende el inmenso ámbito de la llamada química supramolecular, que no estudia lo que ocurre dentro de las moléculas, sino más bien cómo éstas se conducen entre sí. Su objetivo es comprender y controlar su modo de interacción y la manera en que se transforman y unen, ignorando a otras moléculas. El sabio alemán Emil Fischer, Premio Nobel de Química (1902), recurrió al símil de la llave y la cerradura para enunciar este fenómeno. Hoy en día, lo denominamos "reconocimiento molecular".

En el ámbito de la biología es donde más sorprendente resulta el papel de las interacciones moleculares: las unidades proteínicas que se unen para formar la hemoglobina; los glóbulos blancos que reconocen y destruyen los cuerpos extraños; el virus del sida que encuentra su blanco y se introduce en él; el código genético que se transmite mediante la escritura y lectura del alfabeto de las bases proteínicas, etc. Un ejemplo muy elocuente es el de la "auto organización" del virus del mosaico del tabaco, formado por una agrupación de nada menos que 2.130 proteínas simples estructuradas en una torre helicoidal.

La eficacia y elegancia de los fenómenos naturales son tan fascinantes para un químico que su tentación es tratar de reproducirlos, o de inventar nuevos procedimientos que permitan crear nuevas arquitecturas moleculares con aplicaciones múltiples. ¿Por qué no podríamos imaginar, por ejemplo, la elaboración de moléculas capaces de transportar al centro de un blanco escogido un fragmento de ADN destinado a la terapia génica? Esas moléculas serían como "caballos de Troya" que permitirían a su pasajero atravesar barreras como las membranas celulares, consideradas infranqueables.

Armados de paciencia, muchos investigadores de todo el mundo construyen -yo diría que "a la medida"- estructuras supramoleculares. Observan como las moléculas, mezcladas en aparente desorden, se encuentran de por sí solas, se reconocen y se van uniendo después paulatinamente hasta formar de manera espontánea, pero perfectamente controlada, el edificio supramolecular final.

Por eso ha surgido, inspirada por los fenómenos que se dan en la naturaleza, la idea de suscitar la aparición de ensamblajes supramoleculares y pilotarlos, esto es, llevar a cabo una "programación molecular". El químico concebirá los "ladrillos" de base (moléculas con determinadas propiedades de estructura e interacción) y luego aplicara el "cemento" (el código de ensamblaje) que va a unirlos. Así obtendrá una superestructura mediante auto organización. La síntesis de los ladrillos moleculares capaces de auto organizarse es mucho más sencilla de lo que sería la síntesis del edificio final. Esta pista de investigación abre vastas perspectivas, sobre todo en el ámbito de las nanotecnologías: en vez de fabricar nano estructuras, se deja que éstas se fabriquen de por sí solas mediante auto organización y así se pasa de la fabricación a la auto fabricación.

Más recientemente todavía ha surgido una química denominada adaptativa, en la que el sistema efectúa de por sí solo una selección entre los ladrillos disponibles y es capaz de adaptar la constitución de sus objetos en respuesta a las solicitaciones del medio. Esta química, que yo llamo "química constitucional dinámica" tiene un matiz darwiniano.

De la materia a la vida

En el principio era la explosión original, el "Big Bang", y la física reinaba. Luego, con temperaturas más clementes, vino la química. Las partículas formaron átomos y éstos se unieron para producir moléculas cada vez más complejas que, a su vez, se asociaron en agregados y membranas dando así a luz a las primeras células de las que brotó la vida en nuestro planeta. Esto ocurrió unos 3.800 millones de años atrás.

Desde la materia viva hasta la materia condensada, primero, y luego desde esta última hasta la materia organizada, viva y pensante, la expansión del universo nutre la evolución de la materia hacia un aumento de su complejidad mediante la auto organización y bajo la presión de la información. La tarea de la química es revelar las vías de la auto organización y trazar los caminos que conducen de la materia inerte -a través de una evolución prebiótica puramente química- al nacimiento de la vida, y de aquí a la materia viva, y luego a la materia pensante. La química nos proporciona, por consiguiente, medios para interrogar al pasado, explorar el presente y tender puentes hacia el futuro.

Por su objeto -las moléculas y los materiales-, la química expresa su fuerza creadora, su poder de producir moléculas y materiales nuevos - auténticamente nuevos porque no existían antes de ser creados- mediante recomposiciones de los átomos en combinaciones y estructuras inéditas e infinitamente variadas. Debido a la plasticidad de las formas y funciones del objeto de la química, ésta guarda una cierta semejanza con el arte. Al igual que el artista, el químico plasma en la materia los productos de su imaginación. La piedra, los sonidos y las palabras no contienen la obra que el escultor, el compositor y el escritor modelan con esos elementos. Del mismo modo, el químico crea moléculas originales, materiales nuevos y propiedades inéditas a partir de los elementos que componen la materia.

Lo propio de la química no es solamente descubrir, sino también inventar y, sobre todo, crear. El Libro de la Química no es tan sólo para leerlo, sino también para escribirlo. La partitura de la química no es tan sólo para tocarla, sino también para componerla.

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La química: ciencia y arte de la materia

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La química es una ciencia que tiene por finalidad no sólo descubrir, sino también, y sobre todo, crear, ya que es el arte de hacer compleja la materia. Para captar la lógica de la reciente evolución de la química, hay que retroceder en el tiempo y dar un salto atrás de unos cuatro mil millones de años.

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Revista PQ | Publicación decana del sector industrial

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Es una realidad que la inteligencia artificial (IA) está transformando numerosos sectores y la industria química no es una excepción. Desde la optimización de procesos químicos hasta la identificación de nuevas moléculas, la IA se está convirtiendo en una herramienta valiosa para los químicos y la investigación en general.

Clave para seguir siendo competitiva

Y es que la innovación en inteligencia artificial es crucial para que la industria química siga siendo competitiva en un mercado global cada vez más exigente, mediante su capacidad de procesar ingentes cantidades de datos en poco tiempo. Esto permite a los químicos identificar patrones y tendencias que de otra manera podrían pasar desapercibidos. Por ejemplo, los algoritmos de IA pueden analizar grandes bases de datos de experimentos químicos para identificar las condiciones óptimas para un proceso químico en particular, ahorrando tiempo y reduciendo los costes.

La innovación en iA es crucial para que la industria química siga siendo competitiva en un mercado global cada vez más exigente

Además, la IA también puede ser utilizada para la identificación de nuevas moléculas. La química puede usar la IA para simular cómo las moléculas interactúan entre sí y predecir sus propiedades. Esto puede ayudar a los químicos a diseñar nuevas moléculas y compuestos con propiedades específicas, como la eficacia de un fármaco o la resistencia a la corrosión de un material.

La IA también puede ser útil para la optimización de procesos químicos existentes. Por ejemplo, los algoritmos de IA pueden identificar las variables más importantes en un proceso químico, como la temperatura y la presión, y ajustarlas automáticamente para optimizar la producción y reducir los residuos.

Otra aplicación de la IA en el sector químico es la automatización de tareas repetitivas y peligrosas. Por ejemplo, los robots equipados con tecnología de IA pueden realizar tareas peligrosas en entornos químicos, como la manipulación de sustancias tóxicas y la limpieza de reactores químicos.

Sin embargo, a medida que la IA se convierte en una herramienta cada vez más común en la industria química, también plantea desafíos. La IA es tan buena como los datos que se le proporcionan, lo que significa que los químicos deben asegurarse de que los datos utilizados para entrenar algoritmos de IA sean precisos y representativos. Además, la IA puede generar resultados que son difíciles de interpretar, lo que requiere que los químicos trabajen en estrecha colaboración con los expertos en IA para asegurar que los resultados sean válidos.

La IA puede ser utilizada para la predicción de propiedades de los compuestos, lo que puede ayudar a los fabricantes

Además, la IA también puede ser utilizada para la predicción de propiedades de los compuestos, lo que puede ayudar a los fabricantes a seleccionar los mejores compuestos para una aplicación en particular. Por ejemplo, los algoritmos de IA pueden predecir la solubilidad de un compuesto en un solvente particular o la estabilidad térmica de un aditivo en un determinado proceso de producción.

Esto ayudará en gran medida a nuestros técnicos-comerciales a recomendar el mejor aditivo, colorante o pigmento para cada aplicación de nuestros clientes.
Texto de Opinión de Amaya Fernández de Uzquiano | vocal de Quimacova y CEO de Irisem

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Inteligencia artificial y química, la combinación perfecta para la innovación

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Compartimos un artículo de opinión de Amaya Fernández de Uzquiano, vocal de Quimacova y CEO de Irisem, sobre la relación entre inteligencia artificial y la química, valiosa para la investiga ...