La madurez de la qu\u00edmica como ciencia moderna se alcanz\u00f3 a finales del siglo XVIII gracias a los experimentos de Lavoisier (1743-1794), que demostr\u00f3 la naturaleza de las reacciones qu\u00edmicas y la conservaci\u00f3n de la masa en las mismas. Estas investigaciones y las de otros qu\u00edmicos relevantes de la \u00e9poca condujeron al estudio de sustancias naturales (lo que era l\u00f3gico teniendo en cuenta que la qu\u00edmica es una de las 5 ciencias naturales b\u00e1sicas); pero, con el objeto de imitar a la naturaleza, los qu\u00edmicos empezaron a preguntarse si se podr\u00edan generar sustancias naturales en un tubo de ensayo y, a\u00fan m\u00e1s relevante, obtener sustancias no naturales que podr\u00edan mejorar las propiedades de las sustancias naturales.<\/p>\n
De estas investigaciones surgi\u00f3 el \u00e1rea de la s\u00edntesis qu\u00edmica; que dio lugar a una de las definiciones m\u00e1s sugestivas de la qu\u00edmica, como \u201cla ciencia que crea su propio objeto<\/em>\u201d (Berthelot, 1827-1907). En esta frase est\u00e1 recogido el car\u00e1cter creativo de la qu\u00edmica, que le hace parecer al arte, pues en palabras de Lehn (nacido en 1937, Premio Nobel en 1987): \u201cLa qu\u00edmica es como el arte. Por ambos caminos obtienes cosas. Con la qu\u00edmica puedes cambiar el orden de los \u00e1tomos y crear realidades que no exist\u00edan\u201d<\/em>.<\/p>\n En esta frase est\u00e1n recogidos dos de los conceptos fundamentales de la qu\u00edmica: \u00e1tomo y mol\u00e9cula. El \u00e1tomo es la unidad m\u00e1s peque\u00f1a de materia que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos qu\u00edmicos. Un \u00e1tomo est\u00e1 constituido por un n\u00facleo cargado positivamente, d\u00f3nde reside la mayor parte de su masa, y que distingue los \u00e1tomos de los distintos tipos de sustancias simples (los elementos qu\u00edmicos<\/em>). El n\u00facleo est\u00e1 rodeado por electrones, que son part\u00edculas muy peque\u00f1as cargadas negativamente. Sin embargo, en la naturaleza no existen \u00e1tomos aislados (se pueden tener en experimentos muy controlados de laboratorio) y estos generalmente se combinan entre s\u00ed (una excepci\u00f3n es un grupo de elementos qu\u00edmicos, los gases nobles, que tienen poca tendencia a formar compuestos). Los \u00e1tomos (id\u00e9nticos o distintos) se unen compartiendo electrones, formando mol\u00e9culas; que es la unidad b\u00e1sica de estudio de la qu\u00edmica.<\/p>\n Todo lo que nos rodea en nuestro planeta est\u00e1 constituido por mol\u00e9culas. Por eso, se puede decir que todo es qu\u00edmica<\/em>. Esta caracter\u00edstica hace que la qu\u00edmica sea considerada la ciencia central<\/em>. La qu\u00edmica interacciona con otras ciencias, como la toxicolog\u00eda, la ciencia de los alimentos, las ciencias medioambientales, la ciencia de los materiales, las ciencias agr\u00edcolas, la veterinaria, la medicina, la biolog\u00eda y la f\u00edsica. En todas estas ciencias se usan conceptos y m\u00e9todos de la qu\u00edmica (basados en el empleo y manipulaci\u00f3n de mol\u00e9culas) para estudiar fen\u00f3menos y\/o generar productos de consumo. Por poner algunos ejemplos, todo lo que comemos es una mezcla de sustancias qu\u00edmicas (ya sean naturales o artificiales) o el efecto biol\u00f3gico que tienen las sustancias qu\u00edmica se tiene que explicar a nivel molecular, lo que influye en ciencias biom\u00e9dicas, toxicolog\u00eda y ciencias medioambientales.<\/p>\n Cuando los qu\u00edmicos se dieron cuenta que pod\u00edan crear nuevas sustancias qu\u00edmicas, empezaron a buscar aplicaciones. Ya en el siglo XIX, la qu\u00edmica era una ciencia de moda en la sociedad pues proporcionaba muchas sustancias (mejoras en la producci\u00f3n de alimentos, tejidos, colorantes, jabones, metales, medicamentos) que facilitaban la vida de las personas.<\/p>\n Actualmente la qu\u00edmica beneficia a la sociedad en los siguientes aspectos:<\/p>\n 1) Nos proporciona una vida m\u00e1s larga.<\/p>\n 2) La vida es m\u00e1s saludable. Haciendo medicinas y piezas de recambio para nuestro cuerpo.<\/p>\n 3) Nos suministra agua que podemos beber, usar para nuestra higiene o regar nuestras plantaciones.<\/p>\n 4) Nos ayuda a tener m\u00e1s y mejores alimentos. El uso de productos qu\u00edmicos (abonos, fertilizantes, protectores de cosechas, entre otros) ha mejorado considerablemente la productividad de nuestros campos de cultivo.<\/p>\n 5) Cuida de nuestro ganado. Lo que repercute en nuestra alimentaci\u00f3n.<\/p>\n 6) Nos proporciona energ\u00eda: calor en invierno, frescor en verano, electricidad para la iluminaci\u00f3n, nos permite circular en veh\u00edculos.<\/p>\n 7) Hace que nuestras ropas y sus colores sean m\u00e1s resistentes y atractivos; mejora nuestro aspecto con perfumes, productos de higiene y de cosm\u00e9tica; contribuye en la limpieza del hogar y de nuestros utensilios; ayuda a mantener frescos nuestros alimentos; y pr\u00e1cticamente nos proporciona todos los art\u00edculos que usamos a diario.<\/p>\n 8 ) Nos permite estar a la \u00faltima en tecnolog\u00eda: el ordenador m\u00e1s potente y ligero; el m\u00f3vil m\u00e1s ligero; el sistema m\u00e1s moderno de iluminaci\u00f3n, el medio de transporte adecuado; el material para batir marcas deportivos; y muchas aplicaciones m\u00e1s.<\/p>\n \u00bfCu\u00e1l ser\u00e1 el papel de la qu\u00edmica en el siglo XXI? Las ciencias, y especialmente la qu\u00edmica, tendr\u00e1n que atender las necesidades de la sociedad futura. Aunque no podemos predecir el futuro, sabemos los problemas con lo que nuestra sociedad se va a enfrentar en las pr\u00f3ximas d\u00e9cadas. Los retos ser\u00e1n en:<\/p>\n 1) Energ\u00eda<\/span>. Actualmente nuestra sociedad es consumidora en exceso de energ\u00eda, una consecuencia de nuestro progreso. La energ\u00eda que consumimos procede principalmente de los combustibles f\u00f3siles (petr\u00f3leo, gas natural y carb\u00f3n). Los inconvenientes son serie: recursos limitados, no renovables, y contaminantes. Adem\u00e1s, desde el punto de vista qu\u00edmico, quemar derivados del petr\u00f3leo supone que estamos gastando miles de compuestos qu\u00edmicos que suponen las materias primas con las que fabricamos bienes de consumo, principalmente los pl\u00e1sticos y pol\u00edmeros con m\u00faltiple de aplicaciones. El futuro de la energ\u00eda depende del uso de fuentes renovables (por ejemplo, la solar), que convertiremos en electricidad. La qu\u00edmica est\u00e1 desarrollando procesos y materiales con lo que se puede aprovechar m\u00e1s eficientemente la energ\u00eda solar y almacenar de manera adecuada energ\u00eda el\u00e9ctrica (pilas, bater\u00edas, supercondensadores, c\u00e9lulas de combustible, etc.).<\/p>\n 2) Medio ambiente<\/span>. El deterioro medioambiental est\u00e1 estrechamente relacionado con nuestro consumo excesivo de energ\u00eda. Si conseguimos los objetivos indicados en el apartado anterior, tambi\u00e9n contribuiremos a resolver el problema medioambiental. Es indudable que parte de la culpa de la alta contaminaci\u00f3n ambiental se debe al uso excesivo y no adecuado de sustancias qu\u00edmicas. La qu\u00edmica contribuir\u00e1 implantando procesos industriales que sean medioambientalmente m\u00e1s adecuado (qu\u00edmica verde), sustancias qu\u00edmicas menos perjudiciales e investigando m\u00e9todos para eliminar contaminantes ambientales.<\/p>\n 3) Salud<\/span>. La qu\u00edmica seguir\u00e1 proporcionando compuestos biol\u00f3gicamente activos que se usar\u00e1n como f\u00e1rmacos. Tambi\u00e9n se desarrollar\u00e1n biomateriales que servir\u00e1n para reparar o reemplazar partes de nuestro cuerpo.<\/p>\n 4) Alimentos y agua<\/span>. La qu\u00edmica seguir\u00e1 contribuyendo a que los campos sean m\u00e1s productivos y mejorar\u00e1 la calidad de los alimentos. Un aspecto importante es que tenemos que conseguir m\u00e9todos de purificaci\u00f3n de agua que sean transportables a cualquier lugar del planeta.<\/p>\n 5) Materiales tecnol\u00f3gicos<\/span>. El futuro depender\u00e1 de tener instrumentos \u00fatiles en nuestro trabajo, ocio y vida cotidiana. Dentro de estos desarrollos tenderemos a la miniaturizaci\u00f3n (la nanotecnolog\u00eda es el futuro y la qu\u00edmica tiene mucho que aportar) en dispositivos electr\u00f3nicos, mejores equipamientos deportivos y muchas m\u00e1s aplicaciones.<\/p>\n <\/p>\n Para resolver estas necesidades, todas las ciencias y las tecnolog\u00edas ser\u00e1n necesarias y se plantear\u00e1n aproximaciones multidisciplinares; d\u00f3nde la qu\u00edmica seguir\u00e1 suministrando mol\u00e9culas para preparar materiales y aportar\u00e1 m\u00e9todos y conceptos para racionalizar resultados. Por esto, la qu\u00edmica seguir\u00e1 siendo la ciencia central en el siglo XXI<\/em>.<\/p>\n <\/p>\n Esta entrada participa en el VII Carnaval de Qu\u00edmica que aloja Feelsynapsis (<\/strong>http:\/\/feelsynapsis.com\/pg\/groups\/116746\/carnaval-de-qumica-vii-edicin\/<\/a>).<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Publicado tambi\u00e9n en el Bolet\u00edn de la Fundaci\u00f3n BBVA. Se puede descargar el PDF<\/a>.<\/p>\n Bernardo Herrad\u00f3n-G.<\/p>\n CSIC<\/p>\n