Sonda FOTON donde se llevó a cabo el experimento BIOPAN.

En septiembre de 2007 científicos de la Agencia Espacial Europea introdujeron a unos pequeños animales llamados ositos de agua (o tardígrados) en una cápsula llamada BIOPAN adosada a la superficie del satélite FOTON. El objetivo del experimento era intentar hacerles la vida imposible a los pequeños ositos de agua abriendo la cápsula, una vez el satélite estuviera orbitando alrededor de la Tierra. Una vez pasados diez días las puertas de la cápsula se cerraron de nuevo para proteger a los animales de las extremas temperaturas de la reentrada. En el laboratorio se sumergieron los ositos en agua y un 68 % de ellos volvieron a la vida una vez rehidratados. Los supervivientes son considerados como los primeros animales en aguantar las extremas condiciones del espacio exterior. La clave de su éxito da comienzo a este blog dedicado principalmente a la materia desordenada y a entender cómo intentamos descubrir, entre otras muchas cosas, el secreto de estos animalitos.

Vida y desorden

Osito de agua, también conocido como tardígrado.

La vida es sin ninguna duda el caso más extremo de orden en la naturaleza, pero curiosamente empezó y se desarrolla en un medio desordenado: el agua líquida. El agua está involucrada en casi todos los procesos biológicos y por eso se dice que somos agua en un 75 % (este porcentaje varía con la edad). Pero el agua puede también resultar letal. Los copos de nieve son sin duda bellos, pero los tejidos biológicos los ven de una forma más crítica: son pequeños cuchillos que con sus cantos afilados los destruyen dejándolos inservibles, incluso cuando el agua vuelve a ser líquida. La simetría hexagonal de los copos de nieve, de hecho, refleja un ordenamiento muy particular de las moléculas de agua, y este ordenamiento es el que hace que los cristales de hielo tengan una forma concreta, con cantos incluidos. Pero, ¿es posible que exista un sólido sin una estructura ordenada?

Copo de nieve donde se ve la estructura hexagonal que adoptan las moléculas de agua en estado sólido cristalino.Para responder a esta pregunta lo mejor es dirigirse a la cocina y calentar azúcar para hacer caramelo. Cuando calentamos el azúcar, éste se vuelve cada vez menos viscoso hasta que se torna en lo que todos entendemos como un líquido. Dejemos caer el caramelo ahora de la cuchara: veremos que cada vez fluye más lentamente, hasta que llega un momento en que parece un sólido como el hielo, pero no lo es. El caramelo sigue fluyendo, pero ten lentamente que a nuestros ojos parece sólido. De hecho, el número de Deborah se calcula como la división entre el tiempo que tarda en fluir y el tiempo que tardamos en observar. El caramelo caliente tendrá por tanto un número de Deborah pequeño, y el caramelo "sólido" tendrá un número de Deborah grande y parecerá un sólido. Dicho de otra forma, la realidad que observamos depende del número de Deborah.

Todo esto está muy bien, pero ¿dónde quedaron los ositos de agua? Para que sobrevivan en condiciones en que el agua está congelada los ositos de agua deben encontrar un mecanismo para conseguir que ésta no cristalice, y aquí entra el otro objetivo de este blog: intentar mostrar cómo se trabaja en ciencia. Conjuntamente con Fabio Bruni y Maria Antonietta Ricci de la Universidad 3 de Roma, y con Sylvia McLain de la Universidad de Oxford estamos investigando cómo consiguen estos animalitos evitar la cristalización del agua, y es una de las causas por las que inició ahora un largo viaje científico que me llevará este verano a visitar Grenoble (donde se encuentra el Instituto Laue Langevin), Múnich (donde se encuentra el reactor de neutrones FRMII) y Oxford, y desde allá seguiré comentando lo que vaya pasando...

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Luis Carlos Pardo
Luis Carlos Pardo

Investigador del Grupo de Caracterización de Materiales y profesor del grado en Ingeniería Física del ETSETB y de la escuela de ingeniería EEBE. Escritor de divulgación científica y participante en varios certámenes dedicados a acercar la ciencia al gran público. También es tutor de numerosos proyectos de investigación con estudiantes: la siguiente generación de científicos.

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Sobre este blog

La vida escogió el desorden de los líquidos para empezar. En este blog hablaremos de sistemas desordenados y de cómo los científicos intentan poner orden a sus ideas.

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