Les contribucions de la química al benestar de la societat

Laboratori de l’Institut de Bioquímica a la Universitat de Colònia (Alemanya).

By Magnus Manske – Own work, CC BY 1.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=490

Encara que no n’érem conscients, els humans hem fet un ús abundant i crucial dels coneixements químics, molts dels quals han estat fites de l’evolució cultural i tecnològica, com ara el control del foc i les seues nombroses aplicacions com la ceràmica, la metal·lúrgia, l’alimentació, etc. Algunes d’aquestes fites es remunten a temps prehistòrics, sobre els quals no hi ha unanimitat en la datació. Tots sabem que el bronze o el ferro s’han emprat per a datar diferents estadis de progrés tecnològic i social de les cultures antigues. D’altra banda, l’origen de materials crucials que continuem emprant en diverses formes, com el vidre, es remunta a fa uns 3.500 anys, a Mesopotàmia i Egipte. També de Mesopotàmia ens arriben les primeres notícies de dones que es dedicaven a l’elaboració de perfums i essències, com Tapputi-Belatikallim (segle XIII aC). També podem pensar que hi havia un saber químic incipient en la tasca de metgesses com l’egípcia Merit Ptah (segle XXVII aC), que sabia tractar i guarir ferides i determinades malalties. Tampoc no podem oblidar l’elaboració de begudes fermentades, com la cervesa i el vi, o l’aplicació del mateix procés a l’elaboració del pa fermentat. Precisament, la comprensió de processos com aquest fou una de les primeres línies d’investigació fructíferes de la química moderna, desenvolupada pels esposos Lavoisier, Antoine i Marie-Ann, a finals del segle XVIII.

Com que no és el nostre objectiu fer ara una ullada exhaustiva a la història de la química, farem un salt en el temps per descriure quin pot ser el paper d’aquesta ciència en els darrers segles i, sobretot, en l’actualitat.

Un dels organismes de més prestigi en el suport i la difusió dels coneixements químics, l’ACS (American Chemical Society), ja va suggerir fa uns anys que la química del segle XXI s’hauria de centrar en tres grans àrees prioritàries: 1) la bioquímica; 2) la ciència dels nous materials, i 3) la química del medi ambient. Vegem per què.

La bioquímica s’ocupa de tot allò relacionat amb el funcionament dels éssers vius des del punt de vista químic: el metabolisme, la base química de l’herència (ADN), les proteïnes, etc., però també, i en conseqüència, de totes les aplicacions mèdiques i farmacològiques que s’orienten a la millora de la salut i la qualitat de vida dels ciutadans. D’una banda, la detecció i tractament de malalties com el càncer en totes les seues variants (la tan temuda, però de vegades necessària, quimioteràpia), o bé les malalties més estranyes, dites rares. D’altra banda, la possibilitat terapèutica per desenvolupar i assajar nous medicaments i vacunes, en conjunció amb la sempre polèmica però indispensable indústria farmacèutica, hereva d’una llarga tradició ancestral basada en l’empirisme que anava identificant ja des d’antic substàncies amb propietats analgèsiques, com l’extracte de la corfa del ploró que estaria a la base d’un dels medicaments més coneguts del darrer segle: l’aspirina o àcid acetilsalicílic. Però, mentre que l’aspirina i molts altres medicaments, com ara els antibiòtics, són bàsicament substàncies químiques de fórmula més o menys complexa, les noves tècniques bioquímiques, basades en l’ADN, generen l’anomenada teràpia gènica i altres nivells de fàrmacs més específics com els antivirals o la reproducció de molècules com l’interferó, que han estat ja fites històriques per les seues aplicacions mèdiques.

Un altre camp crucial en el desenvolupament de la química actual és la ciència dels nous materials. Anomenem així substàncies totalment artificials, pràcticament inexistents al món natural, que han sorgit dels laboratoris i les fàbriques químiques. Aquest concepte ja es pot aplicar al material més revolucionari del segle XX, el plàstic, l’abús del qual ha generat tants problemes mediambientals, però no hi ha dubte que la seua invenció i fabricació han significat un canvi radical en les aplicacions d’aquest producte tan versàtil. Només faltaria conscienciar més a tothom implicat en l’ús del plàstic, sobretot en el d’un sol ús, el  reciclatge i recuperació del qual és essencial abans que acabe acumulant-se en els abocadors en què hem convertit els oceans. Però, precisament, la ciència dels nous materials busca actualment l’optimització de recursos naturals i energètics que siguen més respectuosos amb el medi ambient i constribuïsquen al desenvolupament sostenible. Tot això implica l’obtenció de materials més eficients en la producció i consum d’energia. Una àrea que promet molt és la nanotecnologia, és a dir, l’obtenció i utilització de materials que tenen una estructura a una escala entre la dels cristalls macroscòpics i les molècules convencionals. S’anomena així per l’escala nanomètrica a què es treballa, amb el nanòmetre com a unitat de referència (1 nm = 10^-9 m), una milmilionèsima part del metre. Són especialment interessants els nanotubs de carboni o els materials com el grafè, obtinguts a partir de formes cristal·lines de carboni. Molts altres materials curiosos serien l’avui omnipresent fibra de vidre, essencial en les telecomunicacions i d’altres aplicacions tècniques, o els exòtics materials biomimètics, aquells que imiten el comportament de materials biològics (com ara les fulles de lotus que repel·leixen les gotes d’aigua), o els nous metalls i aliatges com el nitinol, aliatge de níquel i titani amb memòria de forma, que s’empra per a fer malles autoexpansibles per a facilitar la permeabilitat als vasos sanguinis (Stents).

Finalment, hi ha la química del medi ambient, tot allò relacionat amb la cura de les condicions òptimes per al desenvolupament i manteniment de la vida en el planeta, tasca fonamental si volem preservar-la amb un mínim de qualitat i prospecció per al futur. Relacionat amb això hi ha l’anomenada química verda, orientada a tenir en compte els ecosistemes en general i facilitar el reciclatge de materials usats per minimitzar els residus, de la mateixa manera que es dissenyen tots els processos de laboratori i industrials amb las quantitats mínimes possibles (microescala) per abaratir despeses i reduir el consum energètic i el volum de residus. També inclou, òbviament, tot el control de la contaminació de les aigües i de l’aire per a reduir emissions pernicioses i millorar la qualitat d’aquests medis.