Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » » La biblioteca de polvo

Las motas de polvo son tan únicas como los copos de nieve, pero nadie le había prestado mucha atención a ver de qué están hechas esas partículas individuales, hasta ahora.

La antigua biblioteca de polvo es algo así como cliché; pero si quitamos todos los libros, en su modesta manera, lo que queda es algo bastante interesante.

Bienvenido a la biblioteca de polvo. Con 63 partículas individuales catalogadas, esta colección no es precisamente la competencia a la gran biblioteca de Alejandría, pero hay planes de expansión. Además, lejos de la aridez que pueda parecer, este es un género de placeres inesperados. Si no lo ha explorado mucho, es probable que pueda llevarse alguna sorpresa agradable.

Polvo significa cosas distintas para diferentes personas. En la trilogía His Dark Materials, de su autor Philip Pullman, resulta elegida como una partícula elemental esotérica, junto a la conciencia. Para cualquiera, puede ser simplemente las diminutas motas de polvo fino, o rastros de piel muerta, o el estado al que todos volveremos. Para los científicos son desde hace tiempo muy atractivas: hace más de un siglo de los primeros experimentos de laboratorio del geólogo J. A. Udden. Hoy día, lo que va volando con el viento es de interés para todos, desde geólogos y científicos del medioambientales hasta los astrónomos y expertos en salud.

El polvo es enormemente variado. Las partículas más grandes alcanzan más de 2 milímetros de ancho; la más pequeña, menos de 0,1 micrómetros. Algunas motas tienen un origen cósmico: alrededor de 200.000 toneladas de materia extraterrestre entra en la atmósfera cada año. Y esto no es nada comparado con los 4 mil millones de toneladas de la misma Tierra, sin embargo, más del 90 por ciento proviene de fuentes naturales, como el suelo, volcanes, desiertos, el polen y la sal marina. La contribución humana es mucho más pequeña, pero somos responsables de algunas de las partículas más desagradables, entre las que incluyen las expulsadas por los coches, las emisiones industriales y los fertilizantes.

Nuestro conocimiento del polvo también es un tanto variado, casi aleatorio. Entre otras cosas, sabemos que las casas solariegas británicas están cubiertas principalmente de una fina capa de fibras de piel, pelo y tejido, que el polvo interior puede representar una mayor amenaza para la salud que la variedad del aire libre, y que el aire de la ciudad está repleto de bacterias de las heces de perro (New Scientist, 13 August, p 16). Sin embargo, hay una diferencia evidente en nuestro repertorio de polvo, que se deriva del simple hecho que las cosas se estudien a granel: nadie se había puesto nunca a ver de qué está hecha una partícula de polvo individual.

Como ocurre con otras muchas grandes innovaciones científicas, suceden de manera fortuita. En 2003, James Coe de la Universidad de Ohio, en Columbus, utilizó la luz infrarroja para identificar la composición química de diversas sustancias: las distintas moléculas absorben diferentes frecuencias específicas de infrarrojos según su estructura, de tal manera que el espectro emergente revela lo que está ahí. Desafortunadamente, la extrema pequeñez de las muestras dispersa la luz, emborronando los resultados. Coe construyó un sensor que contenía una malla de níquel, con unos agujeros de 5 micras para que atraparan las motas individuales y evitar así la dispersión. El níquel absorbe la luz infrarroja, creando plasmones (ondas de electrones con propiedades de fotones), que ayudan a canalizar la luz a través de las partículas atrapadas, en lugar de dispersarlas. Desde hace varios años, él y su equipo, usaron felizmente la malla para descubrir la composición química de todo tipo de cosas. Más tarde, hace un par de años, llevando a cabo la rutina de estudio con unas esferas de látex integradas en la malla apareció un espectro inesperado: el polvo.

"Por lo general, cuando cualquiera ve polvo, procura evitarlo", señala Katherine Cilwa, que entonces era una estudiante graduada en el laboratorio de Coe, ahora en la Universidad de Michigan, Ann Arbor. Pero en lugar de descartar estos resultados, ella y sus colegas empezaron a buscar maneras de atraer más polvo. Pronto, con la ayuda de una mini-bomba de succión en un laboratorio normal llegaron a capturar 63 partículas solitarias de polvo en su malla. Una vez que éstas habían sucumbido a la espectroscopia infrarroja, nació al fin la primera biblioteca de polvo del mundo (Journal of Physical Chemistry, vol 115, p 16910). "Mediante el estudio de estas partículas individuales se ven cosas que antes no se percibían en el espectro", asegura Coe.

Entonces, ¿qué nos cuenta esta biblioteca tan inusual? En primer lugar, hay una lista de partes simples. El componente más común fue la materia orgánica, presente en 40 de las 63 partículas, exactamente no está del todo claro, pero podría ser cualquier cosa, desde polen a cualquier cosa desprendida de los propios investigadores. El cuarzo se encuentra en 34 partículas, le sigue después los carbonatos (en 17 partículas) y el yeso (en 14). "Los minerales entran en la escena", dice Coe, "vienen de todas partes del mundo". Los demás componentes son contaminantes y fertilizantes químicos del aire.

Nadie contaba con ello, resulta que había más componentes que partículas. Eso se debe a que la mayoría de motas de polvo son conglomerados, o sea, que pueden tener una infinita variedad de formas, algo parecido a los copos de nieve. El siguiente paso obvio era averiguar los componentes de dichos conglomerados individuales, pero, señalar exactamente a qué punto corresponde del espectro no iba a ser fácil. Así pues, Coe inició un concurso. La primera persona que capturase una imagen de microscopio electrónico de una partícula, que ya hubiera sido analizada con luz infrarroja, llevaría su nombre. Y, si eso no fuera suficiente, se ofrecía también una cena gratis. ¿Qué estudiante que se precie podía dejar pasar este desafío?

Enfrentados al espectro

El más rápido fue el pregrado Matthew McCormack. Él estuvo trabajando con Cilwa desde el principio, e ideó la forma de hacer una pequeña marca en la malla, al lado de una determinada partícula de polvo, así pudo registrar un espectro infrarrojo y luego transferir la malla a un microscopio electrónico. Cuando encontraba la marca indicadora, simplemente enfocaba el microscopio sobre la partícula y obtenía su imagen. ¡Bingo! McCormack ya había analizado antes la imagen de una irregular masa de escombros, o "Abby", como él la denominó, en honor a su perro.

De esta manera, Coe y su equipo, ahora son capaces de enfrentarse al espectro de las dos motas de polvo que han fotografiado. Lamentablemente, no están en la biblioteca pública de polvo, pero aquel que quiera puede ver cómo es el espectro de las 63 partículas, un recurso inestimable para todo experto de polvo en ciernes.

Los investigadores dicen que su trabajo tiene un especial potencial para la salud pública, dado que hay muertes relacionadas con el polvo, sobre todo con enfermedades respiratorias y accidentes cerebrovasculares, y se cree que son alrededor de 10.000 cada año, sólo en Reino Unido. Ellos subrayan que las partículas entre 3 y 5 micras, el mismo tamaño que su dispositivo de análisis, están entre las más grandes y capaces de reducir la cubierta de mucosa de las vías respiratorias, penetrando profundamente en los pulmones. Las investigaciones recientes sugieren que la materia orgánica originan algunos de los peores problemas de salud, añade Coe. En la actualidad se está calibrando el sensor respecto a los productos químicos conocidos, para poder saber la naturaleza exacta de los componentes orgánicos que integran.

En el futuro, este método podría ser utilizado para determinar si el polvo que acecha en los hospitales, escuelas, fábricas y otros lugares contiene algo peligroso. Los estudiantes de Coe también están recolectando muestras de salas de fumadores y estacionamientos, con el objetivo de crear bibliotecas de referencia con partículas de diferentes ambientes. En estos momentos cuando los recortes del gasto público amenazan a las bibliotecas más convencionales, es alentador pensar que los depósitos de polvo se establecen en pleno auge.

,

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales