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Infofusibles, las señales de humo del siglo XXI

El Príncipe de Asturias de 2008 George Whitesides investiga formas de comunicación sin electricidad

JAVIER YANES

Como si fuera la bengala de un cóctel tropical, una tira de papel se consume por el fuego con una llama brillante que cambia de color. Las variaciones no son caprichosas, sino que siguen un código, una especie de Morse visual que transmite al observador un mensaje cifrado: "Look mom no electricity" (Mira, mamá, sin electricidad). El artefacto, denominado infofusible, se publica en el último número de la revista PNAS como avanzadilla de la infoquímica, una nueva disciplina que su creador, el científico de la Universidad de Harvard George Whitesides, define como la tecnología de la información y la comunicación basada en la química y que prescinde de la electricidad.

El invento, entre frívolo y genial, es un fiel reflejo de su autor. Whitesides, uno de los químicos vivos con mayor índice de citaciones, ha conquistado reconocimientos en todo el mundo, incluyendo el premio Príncipe de Asturias de Investigación concedido en 2008 a varios pioneros de la nanotecnología. En su laboratorio de Harvard dirige un grupo de casi 50 personas dedicadas a los múltiples y heterodoxos intereses científicos del jefe: "Química física y orgánica, ciencia de materiales, biofísica, complejidad y emergencia, ciencia de superficies, microfluídica, óptica, autoensamblaje, micro y nanotecnología, ciencia para las economías en desarrollo, catálisis, conservación y producción de energía, origen de la vida, diseño racional de fármacos, bioquímica de la superficie celular, simplicidad", y ahora, también, "infoquímica". Como los mandamientos, Whitesides resume sus intereses en uno: cambiar los paradigmas de la ciencia.

En su empeño de nadar a contracorriente, Whitesides quiere desafiar a un mundo dominado por la electrónica y explorar las posibilidades de la química como soporte para almacenar y transmitir información. En esta infoquímica, dice, existe un ejemplo biológico ya inventado por la naturaleza y aplicado con enorme éxito: el ADN. Combinando sólo cuatro letras, el idioma genético codifica la inmensa diversidad de la vida terrícola.

El científico se propuso diseñar "un sistema autoalimentado que emplea reacciones químicas para transmitir información alfanumérica codificada", inspirándose en sistemas primitivos como los destellos de luz o las señales de humo. Siempre bajo su máxima de la simplicidad, Whitesides encontró la solución basándose en sólo dos componentes: membranas de nitrocelulosa para el soporte y metales alcalinos para el código.

Las membranas de nitrocelulosa son láminas parecidas al papel que se emplean asiduamente en los laboratorios para análisis de proteínas y ADN. La nitrocelulosa es muy inflamable y se utiliza también como explosivo, por lo que podía servir como soporte para la combustión. Para el segundo elemento, el código, Whitesides eligió tres metales alcalinos, litio, rubidio y cesio, que emiten espectros de luz distintivos al quemarse. Con un código binario que asigna cero o uno a cada metal y dejando fuera el triple cero, se generaban siete combinaciones diferentes, que aumentaban a 49 al incluir dos pulsos de luz por carácter, lo que permitía codificar el alfabeto y los números.

Los investigadores grabaron la secuencia del mensaje sobre una tira de nitrocelulosa utilizando una impresora de tinta. El infofusible así obtenido se quemaba y una cámara o un espectrómetro recogía el mensaje luminoso hasta a 30 metros de distancia, según el estudio.

De momento es sólo un primer paso que hoy parece rudimentario, pero Whitesides ya advierte sobre nuevos modelos y aplicaciones que quizá alumbren una revolución de la infoquímica.

Entre las contribuciones más destacadas de Whitesides se suele mencionar la litografía blanda, un nuevo proceso con aplicaciones desde la fotografía a la biotecnología o la fabricación de nanomateriales.
En su búsqueda de la simplicidad, el científico de Harvard encuentra vías que pueden ser útiles a la ciencia de los países en desarrollo. Uno de sus inventos es una centrífuga de mano construida con un tubo de plástico adosado a una batidora de huevos de manivela. El sistema ofrece un método barato y eficaz para separar las células del plasma en una muestra de sangre.

Otra de las áreas en las que trabaja Whitesides es la microfluídica. Aplicando principios de esta disciplina, recientemente publicó un diseño innovador para tests diagnósticos en papel que resultaría mucho más económico que los utilizados habitualmente. 

 

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