Café con Ciencia en Cic Cartuja / Semana de la Ciencia 2021

Os imagináis que pudiésemos captar la energía que desperdiciamos al caminar para alimentar dispositivos electrónicos portátiles. Os imagináis teclados inalámbricos que se alimentasen de nuestras pulsaciones. Os imagináis sensores inalámbricos conectados a internet sin baterías. Todas estos y otros muchos avances tecnológicos serán posible gracias a los nanogeneradores Estos sistemas nos permiten aprovechar energía ambiental que de otra forma se desperdiciaría gracias a tres fenómenos físicos llamados i) triboelectricidad, ii) piezoelectricidad y iii) piroelectricidad.

El efecto triboeléctrico es un es un fenómeno común que hemos experimentado todos al frotar un bolígrafo contra un tejido para atraer pequeños trozos de papel por acumulación de electroestática. Este mismo fenómeno permite de forma sencilla extraer energía del rozamiento entre dos superficies.

La piezoelectricidad es un fenómeno que experimentan determinados sólidos cristalinos que responden eléctricamente al ser sometidos a una deformación mecánica y viceversa. Estos materiales son la clave en diferentes actuadores mecánicos como motores posicionadores o altavoces de alta fiabilidad. Inversamente este mismo fenómeno se puede emplea para el aprovechamiento y conversión del esfuerzo mecánico en energía eléctrica.

Los materiales piroeléctricos son una subclase de materiales piezoeléctricos empleados para la conversión de variaciones de temperatura en impulsos eléctricos gracias a la dilatación de estos materiales o a la distorsión de su orden cristalino.

En este encuentro se explicará de forma sencilla, didáctica e ilustrando con ejemplos prácticos los fundamentos y aplicaciones de esta tecnología emergente. También se mostraran algunas de las aportaciones de la ciencia Andaluza a este campo.

En el Instituto de Investigaciones Químicas se trabaja, entre otros temas, en la síntesis de compuestos químicos, es decir, en la preparación de moléculas con una potencial utilidad en sectores como, por ejemplo, la industria farmacéutica. De hecho, un gran número de los fármacos disponibles hoy en día se obtienen por síntesis química.

Entre las moléculas que se preparan en nuestro Instituto destacan los derivados de azúcares, también llamados hidratos de carbono, que tienen un papel esencial en procesos como la infección por patógenos, el cáncer o el crecimiento celular. Por ejemplo, uno de los “azúcares” con el que trabajamos en el Instituto es la heparina. ¿Por qué tiene interés preparar este tipo de compuestos en el laboratorio?

La heparina es un polisacárido natural que se usa mucho en medicina, como anticoagulante. La heparina que se utiliza en los hospitales no procede de síntesis química, sino que se obtiene directamente de animales como el cerdo o la vaca. Esto ha dado lugar a problemas importantes de salud pública, debido a la contaminación de ciertos lotes de heparina de origen animal. Por ésta y otras razones, es muy importante que seamos capaces de obtener este tipo de productos en el laboratorio, a través de reacciones químicas.

También se sintetizan en los laboratorios de nuestro Instituto carbohidratos que están relacionados con los procesos de infección por patógenos, que podrían ser útiles para bloquear la entrada de virus y bacterias a nuestro organismo. Lo más fascinante de la síntesis química es el hecho de poder preparar, “artificialmente”, en el laboratorio, estos productos naturales. El desarrollo de métodos para la obtención de estos compuestos abre además la posibilidad de preparar otras moléculas semejantes que tengan una mayor actividad biológica.