Fernando Martín. Catedrático del Departamento de Química de la Universidad Autónoma de Madrid e investigador del IMDEA-Nanociencia.

Fernando Martín. Catedrático del Departamento de Química de la Universidad Autónoma de Madrid e investigador del IMDEA-Nanociencia.


"La utilización de pulsos de luz ultravioleta puede ser el origen de una nueva manera de hacer química: la attoquímica"

Entrevista a a Prof. Dr. Fernando Martín. Catedrático del Departamento de Química de la Universidad Autónoma de Madrid e investigador del IMDEA-Nanociencia.

Para empezar esta entrevista, nos gustaría conocer cómo nació su vocación científica ¿Cuándo y por qué decidió que quería ser científico?

Es difícil dar una fecha precisa, pero sí que tengo claro que la ciencia era algo que ya me atraía desde niño. No tenía predilección por una disciplina concreta, pero lo que más me llamaba la atención es que a lo largo de la historia ciertas personas hubiesen sido capaces de ver tantas cosas donde la mayoría de nosotros no veía nada. Y sin embargo fuesen esas cosas las que explicaran por qué el universo es como es, o cómo se originó la vida o por qué el cuerpo humano es una máquina tan sofisticada. Creo que lo determinante es que yo era un niño curioso que quería entender el por qué de las cosas y ello me llevó de manera natural al encuentro de la ciencia. Los conocimientos básicos que fui recibiendo en los primeros años de la escuela no hicieron más que reforzar esa curiosidad y al llegar al bachillerato ya tenía claro que quería ser científico. Esta idea se vio ampliamente reforzada por el hecho de que se me daban muy bien las matemáticas, la física y la química, que son disciplinas fundamentales en muchas ramas de la ciencia. En definitiva, mi vocación científica fue la consecuencia de la curiosidad por entender el mundo en el que vivimos y la facilidad para afrontar razonamientos abstractos.

¿Cuál es su formación y trayectoria como investigador? ¿A qué instituciones ha estado vinculado hasta ahora?

A pesar de tener muy claro que en la universidad yo quería estudiar una carrera de ciencias, no fue hasta unos meses antes de matricularme cuando elegí la carrera concreta que quería hacer. Durante mucho tiempo dudé entre física y química. En los primeros años del bachillerato me inclinaba claramente por la física, pero hacia el final de estos estudios me fui interesando cada vez más por la química, sobre todo la química teórica. En este cambio de percepción influyó claramente mi profesor de química del bachillerato, un joven y magnífico profesor que en esa época estaba haciendo su tesis doctoral y que nos transmitió una visión moderna y rigurosa de la química que me fascinó. A tal punto que para mí la química teórica se convirtió en una rama más de la física. Por esta razón, empecé a estudiar la carrera de Químicas en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Dos años después de empezar me di cuenta de que había varios aspectos de la Física que no se desarrollaban con la profundidad que yo esperaba y decidí matricularme también en la carrera de Físicas. En aquella época no se podían hacer dos carreras en la misma universidad, así que empecé a estudiar Físicas en la UNED. En 1984 acabé la carrera de Químicas en la UAM, habiendo cursado la especialidad de Química Cuántica, y ese mismo año pude matricularme en la especialidad de Física Teórica en la UAM para completar mis estudios de Física. Estudios que completé en 1986.

Tengo por tanto una formación de físico teórico y de químico cuántico. Esto ha marcado claramente mi trayectoria investigadora, que siempre se desarrolló en la frontera entre la física y la química. Mi tesis doctoral es un buen ejemplo de ello: la desarrollé en el departamento de Química Cuántica de la UAM mientras cursaba en paralelo la especialidad de Física Teórica en esa misma universidad. En 1986, unos meses después de completar la carrera de Física, obtuve el grado de doctor. A continuación, realicé una serie de estancias postdoctorales en distintos centros de investigación extranjeros, como la Universidad de Burdeos, la Universidad de Paris VI (donde obtuve una plaza de profesor titular de física) y la Universidad de Chicago. Estas estancias se intercalaron con otras en la UAM, hasta que en 1997 regresé definitivamente a España, en concreto a la UAM donde trabajo desde entonces.

Usted ha recibido una importante ayuda europea Advanced Grant ¿En qué líneas de investigación está trabajando y qué resultados concretos espera alcanzar?

El proyecto Advanced Grant financiado por el European Research Council consiste en el estudio de la dinámica electrónica en sistemas atómicos y moleculares utilizando pulsos de luz ultravioleta o rayos X con una duración de femtosegundos y de attosegundos. Estos pulsos de luz se generan con los llamados láseres de attosegundos o con láseres de electrones libres. Un attosegundo es la trillonésima parte de un segundo y es la escala de tiempo en la que se mueven los electrones que conforman los enlaces químicos en las moléculas. Por tanto, la visualización de este movimiento, tomando fotografías con estos pulsos de luz (que deben ser tan cortos para que las fotografías no salgan movidas), nos da información directa de cómo son esos enlaces y nos permite además modificar sus propiedades. La química (y por extensión muchos de los procesos que ocurren en biología molecular) consiste en la rotura y la formación de enlaces entre distintos átomos o moléculas, lo que da lugar a nuevas sustancias. Por tanto, a medio plazo, la utilización de estos pulsos de luz puede ser el origen de una nueva manera de hacer química, para la cual ya se ha acuñado el término de "attoquímica". Nuestro proyecto persigue, en primer lugar, entender los experimentos que se realizan con estas fuentes de luz y, en segundo lugar, diseñar experimentos que lleven a la generación de esta nueva química. Para ello, resolvemos las ecuaciones de la Física Cuántica en superordenadores, donde simulamos los experimentos que se realizan en un laboratorio de verdad. Se trata, por tanto, de un proyecto interdisciplinar donde la interacción entre Física y Química, Teoría y Experimento, es fundamental para avanzar. Utilizando esta estrategia hemos sido capaces de visualizar, por primera vez y en tiempo real, el movimiento de los electrones que conforman un enlace covalente en una molécula, el proceso de transferencia de carga en un aminoácido, y el nacimiento y evolución de paquetes de onda electrónicos en átomos y moléculas sencillas (recuérdese, que el electrón es a la vez onda y partícula; en estos trabajos, se visualiza por primera vez como se mueve la onda asociada a los electrones).

¿Qué utilidad económica y social tiene su proyecto? ¿Cómo va a beneficiarse la sociedad de los resultados que obtenga?

Tratándose de un proyecto de investigación básica, es difícil de predecir. Tan solo un pequeño porcentaje de los avances en investigación básica tienen una repercusión inmediata en la sociedad. La mayoría de los avances tiene consecuencias a largo plazo y es difícil de prever como afectarán a nuestras vidas con tanta antelación. Por ejemplo, hoy todo el mundo sabe lo que es un láser y la enorme utilidad que tiene en muchos aspectos de nuestra vida, incluyendo la salud, o lo que es una resonancia magnética, o las telecomunicaciones, o la enorme influencia que ha tenido la teoría de la relatividad de Einstein en el desarrollo de la energía nuclear, los GPS, los viajes espaciales, etc. Sin embargo, tuvieron que pasar varias décadas desde su descubrimiento para saber qué utilidad práctica tuvieron. De hecho, es bastante habitual que los descubridores de nuevos fenómenos no intuyan qué influencia tendrán en el futuro. En el caso concreto de la attoquímica, mi equipo de investigación está intentando explorar cómo se pueden utilizar los pulsos de luz de attosegundos para, a más a largo plazo, producir reacciones químicas que no se producen de manera natural o evitar otras que se producen de manera natural, pero tienen efectos no deseados (como por ejemplo muchas de las que producen una enfermedad). Pero esta no es la única dirección a explorar. Otros investigadores están estudiando la utilidad de estos láseres pulsados en el desarrollo de nuevos materiales o en la producción de energía nuclear. No se puede garantizar que todos estos estudios lleven a una aplicación práctica, pero en el caso de no hacerlo, seguro que abrirán nuevas vías de búsqueda que de otra forma no se hubieran abierto.

¿Cuáles son los principales beneficios de participar en un proyecto de estas características?

Hay dos claros beneficios que no ofrece ningún otro tipo de proyecto: la importante financiación obtenida (en mi caso, 2.5 millones de euros, es decir, 10 veces más que lo que podría obtener con proyectos del plan nacional) y la enorme flexibilidad que tiene el director del proyecto para atraer y contratar a los investigadores más brillantes, vengan de donde vengan, evitando los largos procesos burocráticos asociados a la contratación por las vías habituales. A ello hay que unir su enorme visibilidad internacional y la posibilidad de trasladar el proyecto a cualquier otra institución, española o europea, permitiendo así escoger el centro que ofrezca las condiciones óptimas para desarrollar el trabajo. Otro beneficio indudable es que se pueden abordar problemas a más largo plazo que con los proyectos habituales, lo que permite afrontar más riesgos y desarrollar herramientas más sofisticadas, sin la presión de tener que justificar resultados en el corto plazo. Todo ello permite realizar una investigación de alta calidad, al nivel de la de los mejores laboratorios en el mundo, que se traduce en un mayor impacto de la misma y en un permanente generador de ideas y nuevas aplicaciones.

¿Qué aspectos mejoraría de la experiencia de participar en proyectos europeos?

En general, la experiencia es extremadamente positiva. Sin embargo, según he constatado en diversas reuniones con otros investigadores que poseen Advanced Grants, la implementación en algunos centros concretos puede haber resultado algo problemática. No es el caso de la UAM, donde desarrollo el proyecto, ya que siempre me ha ofrecido las condiciones más adecuadas. Sí que he echado de menos que la administración (estatal, regional o local) no se haya planteado todavía qué hacer con los grupos de investigación una vez concluidos los proyectos Advanced Grant. Como consecuencia de este tipo de proyectos, se han constituido grupos de investigación con un número relativamente grande de brillantes investigadores jóvenes cuyo futuro una vez acabado el proyecto es incierto al no tener la financiación para acceder a otro tipo de contrato. Lo mismo se puede decir con el mantenimiento de las infraestructuras que fueron desarrolladas o adquiridas durante el proyecto. Mantener ambas cosas requiere una provisión de fondos muy superior a la que proporciona el Plan Nacional de Investigación del Ministerio, las Comunidades Autónomas o los centros de investigación existentes, lo que a corto plazo puede llevar al desmantelamiento de los grupos de investigación creados en torno a estos proyectos, precisamente en el momento en el que el grupo alcanza su punto álgido en la generación de resultados, destruyendo así todos los esfuerzos realizados durante años. Confío en que las autoridades sepan abordar este problema a corto plazo.

¿Qué cualidades cree que debe tener un buen proyecto para competir en Europa?

El proyecto debe ser muy innovador y debe asumir un nivel de riesgo importante, pero dejando muy claro que el equipo de investigación tiene la competencia suficiente para abordarlo. El nivel de riesgo debe ser directamente proporcional al impacto esperado del proyecto. Por tanto, si se asume un gran riesgo hay que demostrar con hechos concretos que el beneficio que se puede obtener si el proyecto funciona es muy grande. La experiencia previa del grupo y el impacto de sus trabajos previos en temas de riesgo es por tanto un elemento decisivo. Otro punto importante es que el proyecto tenga relevancia en el contexto europeo, bien porque toca de cerca alguno de los problemas identificados como prioritarios en H2020 o porque puede ayudar al desarrollo o consolidación de grandes infraestructuras existentes en Europa.

Recientemente le han concedido el Premio Jaime I ¿Qué supone este galardón en su carrera?

Aunque ya había recibido otros premios anteriormente, este es sin duda el más importante de todos, ya que es ampliamente reconocido por la comunidad científica española. El hecho de que me lo concedieran en la categoría de Investigación Básica por mis "contribuciones al establecimiento de los fundamentos de la attoquímica" y que cinco premios Nobel formaran parte del jurado hacen que sea sin duda un enorme reconocimiento, no solo a mi persona, sino sobre todo a mi grupo de investigación y a la ciencia básica como pilar de otras ramas de la ciencia. No tengo dudas de que este reconocimiento es en alguna medida consecuencia de la Advanced Grant mencionada anteriormente, ya que sin este apoyo no habría podido abordar un proyecto tan ambicioso.

A raíz del premio, la visibilidad del grupo de investigación ha crecido notablemente en el contexto nacional, no solo entre colegas que trabajan en áreas afines, sino en áreas tan dispares como la biología o la medicina, o en la sociedad en general. Desde entonces son muchas las invitaciones que he recibido para explicar qué es la attoquímica en radio, televisión y prensa escrita, dándome así la oportunidad de divulgar la importancia de la ciencia y en concreto de la disciplina por la que se me ha concedido el premio.

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