En los bordes de la materia

La Academia de Ciencias de Suecia otorgó al alemán Gerhard Ertl el premio Nobel de Química 2007 por sus contribuciones al estudio de los procesos químicos que ocurren en las superficies sólidas.

“Fue el mejor regalo de cumpleaños que podía imaginar”, habría declarado después el galardonado. Porque, por casualidad, la noticia de su premiación lo alcanzó el mismo día en que festejaba sus 71 años de vida. “Cuando ayer me enteré de que un alemán había ganado el Nobel de Física, pensé que no iban a premiar a otro alemán en la categoría de química”, confesó, a través del teléfono, durante la clásica rueda de prensa en la Real Academia de Ciencias sueca. Pero, la nacionalidad no impidió que Gerhard Ertl fuera elegido como el único ganador del Nobel de química de este año.

Según el comunicado de prensa oficial, el científico fue laureado “por sus novedosos estudios en química de superficies”, un área del conocimiento de gran importancia en campos industriales muy diversos.

La química de superficies ya había obtenido un reconocimiento similar en 1932, cuando el estadounidense Irving Langmuir, considerado el fundador de esta disciplina, ganaba el Nobel de química.

Estado límite

Doctorado en la Universidad Técnica de Munich en 1965, Ertl investigó durante años qué hacen los átomos y las moléculas en la superficie de los materiales. “Los átomos que están en la superficie del sólido no se comportan de la misma manera que los que están en el interior, porque en la superficie se pierde la regularidad que se encuentra, por ejemplo, en el interior de un cristal”, explica Sara Aldabe Bilmes, investigadora de la Facultad y del Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía del Conicet, y opina: “Ertl hizo un trabajo experimental fabuloso, porque creó una metodología que permitió determinar, con enorme precisión, cómo ocurren las reacciones químicas en la superficie de un sólido”.
En efecto, según la Academia sueca, “Gerhard Ertl ha fundado una escuela experimental de pensamiento para la química de superficies”. De hecho, su metodología es hoy utilizada tanto en investigación académica, como en desarrollos industriales. “Hay que tener en cuenta que para estos experimentos se requiere trabajar en ultra alto vacío, o sea, vacío de 10 a las -12 atmósferas”, señala Bilmes, “y eso es mucho vacío, si se puede decir mucho vacío”, se ríe. “Además, se deben utilizar reactivos de muy alta pureza, porque se experimenta con muy pocas moléculas y, por lo tanto, no se pueden permitir impurezas”, añade.

Ertl fue creando, paso a paso, la metodología necesaria para lograr esas condiciones altamente controladas y, así, pudo estudiar fenómenos difíciles de observar con gran detalle en experimentos normales como, por ejemplo, el comportamiento de las capas de átomos individuales, y de las moléculas, sobre la superficie de un metal extremadamente puro. “No sólo consigue ver los átomos en la superficie sino, también, qué pasa con las moléculas en la superficie, cómo se mueven, cómo perturban a los átomos del sólido, y cómo se rompen y se forman enlaces entre las moléculas y los átomos de la superficie, y entre las moléculas entre sí, cuando están ‘sentadas’ sobre una superficie”, ilustra Bilmes. En definitiva, podría decirse que, más que un hallazgo puntual, la Real Academia sueca premia todo un desarrollo experimental.

Repercusión tecnológica

Los estudios de Ertl acerca de los procesos químicos que ocurren en las superficies sólidas permitieron comprender fenómenos muy diversos, que van desde cómo se produce la oxidación del hierro, hasta cómo suceden las reacciones en la superficie de los cristales de hielo que están en la estratosfera, que conducen al deterioro de la capa de ozono.

Según explicó en su comunicado el Comité que otorgó el premio, los trabajos de Ertl también han sido reconocidos por sus importantes aplicaciones tecnológicas. “Las reacciones químicas sobre superficies juegan un papel vital en muchas operaciones industriales”, afirma, y da como ejemplos la producción de fertilizantes artificiales, o de materiales semiconductores.

Por otro lado, algunas investigaciones llevadas a cabo por Ertl han tenido un impacto positivo para el medio ambiente. Sus estudios sobre el proceso de oxidación del monóxido de carbono sobre el platino, han dado lugar a los catalizadores de los automóviles, que hacen menos contaminantes las emisiones de los tubos de escape. “Algunas superficies, como la del platino, el rodio, u otros metales nobles, actúan como catalizadores, es decir, facilitan una reacción, porque ofrecen una vía para que se rompan enlaces químicos con un costo menor de energía”, explica Bilmes y, refiriéndose al investigador laureado con el Nobel de química, cuenta: “A mí me marcó muchísimo, porque yo hice mi tesis sobre oxidación de monóxido de carbono en medios líquidos con catalizadores de platino. Así que toda la base teórica de mi investigación fueron los trabajos de Ertl en ultra alto vacío”, recuerda.

Fuente: El Cable Nro. 667