Estoy ahora mismo en Múnich, más en concreto en Garching. Un pueblo típico bávaro con su iglesia, su cervecería, su fabulosa panadería y su maibaum. De este palo pintado de colores blanco y azul (los colores de Baviera) cuelgan una serie de carteles en los que se da información al viajero de los oficios que se llevan a cabo en el pueblo y de su historia. El de Garching es especial puesto que en él aparece un extraño símbolo que indica que cerca aún existe uno de los primeros reactores nucleares experimentales, el "huevo atómico". Cerca de él se ha construido la moderna fuente de neutrones FRMII que pertenece al instituto de investigación Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ). Como en los experimentos que llevamos a cabo en el ILL (Grenoble), aquí utilizamos también los neutrones para hacer experimentos de difracción, en este caso en unos nuevos materiales llamados vidrios ultraestables.

 Maibaum de Garching donde se ve el escudo en el que aparece el atom-ei (Huevo atómico).


Como vimos en una entrada anterior, administrar medicamentos en forma de "moléculas desordenadas", es decir, en fase vítrea, ayuda a que el cuerpo los pueda asimilar. El problema es que los vidrios se mantienen como tales por debajo de una cierta temperatura llamada la temperatura de transición vítrea Tg. Muy por debajo de esta temperatura los vidrios cambian, sí, pero tan lentamente que no se esperan sorpresas en los próximos siglos, milenios e incluso eones. El problema es que cuando nos acercamos a la temperatura de transición vítrea el material se puede "dar cuenta" de que sus moléculas no deberían estar desordenadas. Puede suceder entonces que se ordenen de repente pasando así de una fase amorfa a una fase sólida ordenada o cristal. En este caso el medicamento puede dejar de ser absorbido, puesto que el cristal es tan estable que su estructura puede no  disolverse en la sangre y excretarse entonces directamente. Ésta es una de las razones por las que es importante controlar la temperatura de un medicamento.

La fuente de neutrones actual FRMII junto con el 'Huevo atómico'
La temperatura de transición vítrea es más alta cuanto mejor encajadas estén las moléculas unas con otras. Dicho de otro modo, conseguir medicamentos en fase vítrea con una Tg alta los hace más estables frente a ligeros cambios de temperatura. Como vimos en una entrada previa de este blog, un modo de encajar mejor las moléculas es apretarlas unas contra otras teniendo la esperanza de que encuentren un empaquetamiento óptimo. Otra opción es esperar y esperar y esperar mucho tiempo hasta que las moléculas, por sí solas, se vayan colocando lo más cómodamente posible (experimentos de envejecimiento). Evidentemente esta última no es una opción para un medicamento que debe ser confeccionado en un tiempo finito.

La indometacina es un medicamento antiinflamatorio
Lo que podríamos hacer también, es colocar una capa de dichas moléculas, y después una segunda para que vayan encajando. Después se puede poner una tercera y así hasta formar capas de manera que las moléculas se hayan dispuesto lo más óptimamente posible. Este último proceso se llama deposición en fase vapor y forma un vidrio de moléculas tan bien encajadas que es posible aumentar la temperatura de transición vítrea unos cuantos grados. A esta nueva generación de vidrios se les denomina ultraestables. Depositar las moléculas de esta forma es un arte que domina el grupo de Javier Rodríguez Viejo de la Universidad Autónoma de Barcelona, y con los vidrios producidos por este grupo bajo el brazo (es un decir) nos fuimos a Múnich, a ver si podemos investigar su estructura usando el reflectómetro de neutrones REFSANS.

De izquierda a derecha, Sebastian Busch, yo mismo y Jean-François Moulin mirando la muestra dentro del reflectómetro de rayos X
... y aquí estamos los tres en esta foto, Sebastian Busch, Jean-François Moulin y yo mismo compañeros de cervezas y neutrones mirando cómo se mide una muestra de Indometacina en fase vítrea ultraestable. De hecho, en esta foto estamos mirando el reflectómetro de rayos X, no el de neutrones (y no, no nos quedamos mirando el experimento mientras se lleva a cabo ¡era para la foto!). El objetivo de este experimento es poder compararlo con uno previo en el que usamos neutrones que hicimos en julio. Esto ha sido posible gracias a la ayuda de Armin Kriele, experto en reflectometría de rayos X, que nos ha hecho le favor de "destrozar" la muestra calentándola. De esta forma queremos saber qué diferencias existen en la muestra cuando está formando un vidrio ultraestable y cuando es un vulgar líquido.

El equipo de reflectometría de neutrones junto con Armin Kriele: el maestro de la reflectometría de rayos X

Los experimentos de reflectometría nos permitirán investigar cómo se están colocando las moléculas de indometacina, un medicamento antiinflamatorio. La primera grata sorpresa es que, efectivamente, los vidrios producidos en el grupo de la Universidad Autónoma son de una calidad excepcional, ahora falta ver qué información podremos obtener de las medidas, y como siempre, cuando obtengamos algún resultado me pasaré por aquí con noticias frescas.

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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