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–Siempre es bueno volver a los clásicos, así que empiezo con la pregunta clásica: ¿qué es lo que hace usted? Yo tengo entendido que se dedica a espectroscopia del femtosegundo.

–Sí. Esa es una de las cosas que hago. Más ampliamente me dedico a todos los procesos que ocurren con moléculas y luz, que es lo que se conoce como fotoquímica. Y dentro de eso, me dedico fundamentalmente a dos cosas. Una es la de montar un laboratorio de espectroscopia ultrarrápida (en el que se estudien esos procesos del femtosegundo, que es diez a la menos 15 segundos). Es un proceso muy muy rápido: para que se dé una idea, en un femtosegundo la luz recorre 0,3 micrones. La otra es la de ver la emisión de luz de moléculas individuales, de a una molécula por vez.

–Vamos a la primera.

–Bueno. La razón por la cual nos interesan estas reacciones tan rápidas es que las reacciones químicas que se inician por la luz ocurren porque una molécula absorbe un fotón. Ese es un proceso muy rápido, y a partir de ahí se desencadenan procesos que tienen que ver con el destino que va a tener el exceso de energía de la molécula y que ocurren en tiempos muy muy pequeños. El destino final está determinado por lo que ocurre en los primeros pasos.

–Tenemos una molécula que absorbe un fotón... ¿Qué pasa entonces?

–El fotón tiene energía. La molécula, entonces, queda excitada, y tiene que hacer algo con ese exceso de energía. Puede sacarlo generando calor o haciendo cambios químicos (rompiendo un enlace, por ejemplo), lo cual sería una forma trágica, porque la molécula muere. A partir de ahí se desencadenan una serie de procesos. Todo eso ocurre muy rápidamente, y se puede medir en forma un poco más absoluta por el intervalo de tiempo en el que ocurre. Está el intervalo de tiempo de los femtosegundos a los picosegundos, que es entre 10 a la menos 12 y 10 a las menos 15, nano es 10 a la menos 9, después viene micro y mini. Existen todas esas escalas de tiempo, pero como la absorción de luz es más rápida que los femtosegundos, a partir de allí se empiezan a producir eventos. Es interesante saber qué es lo que ocurre en todos estos intervalos de tiempo.

–¿Y qué es lo que ocurre?

–El evento más trágico, como le decía, es la ruptura de un enlace. Nosotros, particularmente, estamos interesados en las moléculas que hacen eso, porque nos permiten saber qué hace la luz y el exceso de energía en el proceso drástico de la molécula.

–También depende de la energía del fotón...

–Totalmente. Porque tiene que tener suficiente energía para romper el enlace. Y el enlace de una molécula está en energías del fotón que caen dentro de la luz visible.

–O sea que la luz visible puede romper esos enlaces.

–Claro. La infrarroja no, por eso normalmente produce calor. La ultravioleta es todavía más peligrosa, tiene más capacidad de destrucción.

–Bueno, ese es el problema del ultravioleta... si rompe el enlace del ADN... Esos enlaces que se rompen, ¿son intermoleculares?

–No. Son enlaces dentro de la misma molécula. Nosotros estamos trabajando con enlaces orgánicos, tipo carbono-nitrógeno, carbono-oxígeno. Son enlaces covalentes. Le estaba contando lo siguiente: el fotón llega y se pega en una parte de la molécula, el cromóforo, que es la zona donde están los átomos responsables de la absorción de luz. Allí se produce un reordenamiento de los electrones de la molécula, que saltan a órbitas más energéticas, lo cual genera que algunos enlaces se refuercen y otros se debiliten. Esto ocurre en centésimas de femtosegundo. Los electrones, que son livianitos, se mueven mucho más rápido que los núcleos y su movimiento no deriva en un cambio de identidad de la molécula. La redistribución eléctrica es mucho más rápida que la de los núcleos, que responden a este movimiento de los electrones en la escala de los femtosegundos. De los femtosegundos para abajo, diríamos que los núcleos no se mueven todavía. Cuando empezamos a ver lo que sucede en el orden del femtosegundo, los núcleos ya están en movimiento y eso hace que se altere la molécula (al cambiar las distancias entre los núcleos).

–¿Entonces?

–Bueno. Otra posibilidad es que la molécula no se rompa, sino que emita esa energía como luz. Eso se llama fluorescencia y provee muchísima información, porque nos puede decir dónde estaba esa molécula, con quién interactuó, en qué orientación permanecía. El fotón que emite tiene menos energía que el que llegó, y la energía que se disipó es calor. Puede haber disociación, calor o disipación de luz.

–¿Y qué averiguamos con todo eso? Además del interés básico, digo.

–Esto sirve, por un lado, para desencadenar reacciones. Las que se usan para producir las fotopolimerizaciones para hacer circuitos impresos, por ejemplo, son acciones que se inician de esta manera: se irradia una mezcla de un polímero sensible a la luz y en las zonas irradiadas el polímero cambia de propiedades y en las zonas no irradiadas no, de tal manera que yo transferí la información de una plantilla a una oblea...

–¿Qué es lo que no sabemos de esto y usted trata de averiguar? El científico, creo yo, es un ignorante profesional. Lo que interesa, siempre, es lo que no se sabe.

–Nosotros estamos investigando en este momento reacciones que producen ruptura de enlaces. Queremos saber cómo influencia el entorno molecular (lo que se denomina la “caja”) a la probabilidad de que una molécula se rompa y de que esos fragmentos pueden escapar. Influye de dos maneras opuestas. Existe, en primer lugar, un efecto promotor: cuando una molécula absorbe luz es como si hubiera muchas pelotitas agarradas por resortes y yo le pegara una patada. La molécula se va a romper sólo si la oscilación que yo le induzco está de un solo lado. El entorno puede ayudar a que la energía se concentre en ese lugar y la molécula se disocie o puede absorber el exceso de energía y repartirlo. Esta interacción depende de la velocidad a la que se transfiera esta energía y de cuan efectiva sea. Si yo tengo por ejemplo una molécula que quiero que inicie una polimerización, ese iniciador de polimerización en realidad es un fragmento reactivo que transfiere a todo el resto su reactividad y hace que las cosas se polimericen. Lo que necesito es que la caja contribuya a que se disocie. Si yo quiero proteger eso, tengo que hacer que la caja...

–¿Y eso cómo se hace? ¿Rediseñando la molécula?

–Esa es una opción, que se hace en base a la experiencia y a predicciones. La otra es diseñar directamente la caja, tratando de colocar la molécula con interacciones específicas. Para eso necesitamos saber cómo influye el entorno en el comportamiento de la molécula.

–Eso es lo que tratan de averiguar.

–En parte sí. Muchísimas reacciones ocurren en solventes, que tienen sus propios problemas. Entre ellos están los fluidos supercríticos: son gases que por cambio de la presión pueden pasar del estado gaseoso al estado líquido, con lo cual no se necesita gastar energía en evaporación. En el fluido supercrítico el cambio de fase no es nítido. El agua es o bien agua o bien vapor, pero el fluido supercrítico puede tener todas las densidades intermedias. Hoy en día se hacen polimerizaciones en fluidos supercríticos. Como la densidad (es decir, la proximidad entre las moléculas) la puedo cambiar alterando la presión, puedo llevarlo a una densidad tan alta como la de un líquido o disminuirla hasta la de un gas. Actualmente, entonces, estamos tratando de ver cómo cambian las vías de reacción a medida que nosotros cambiamos la robustez de la caja.

–Nos faltó hablar de una línea de investigación.

–Bueno, está dedicada a ver la emisión de moléculas individuales, es decir, de poder detectar moléculas una por una y analizar su dinámica. El fundamento de esto es saber qué hacen las moléculas cuando están aisladas. Desde el punto de vista analítico, sería tratar de bajar al límite mínimo de seguimiento al que uno puede llegar a nivel molecular. Esto tiene interés en biología molecular o en biofísica para tratar de ver qué es lo que pasa con una sola molécula en una membrana, o cómo puedo seguir a una molécula en el cuerpo...

–¿Cómo se hace?

–Hay varias formas. Una es por la emisión de luz de fluorescencia: yo voy excitando a la molécula y me va devolviendo luz, a través de la cual puedo saber qué es lo que hizo.

–¿Trabaja con la computadora o con los fierros?

–La computadora, por ahora, para la burocracia y algunos cálculos. El resto, en el laboratorio.