Omar Yaghi. Foto: Berkeley

Los Premios Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento han reconocido a Omar Yaghi en su apartado de Ciencias Básicas por sus contribuciones a la llamada Química Reticular, esencial para la obtención de agua en la atmósfera, la captura de CO2 y el mejor almacenamiento de hidrógeno. Hablamos con él de su impacto y del futuro de la investigación.

Para comprender la importancia del trabajo de Omar Yaghi (Amán, Jordania, 1965) es necesario tener presente dos siglas: MOFs (Metal Organic Frameworks) y COFs (Covalent Organic Frameworks). Ambas sientan las bases de lo que el catedrático de Química de la Universidad de Berkeley ha denominado Química Reticular. Son dos materiales altamente porosos "con una diversidad sin precedentes en la química" capaces de intervenir en procesos como la obtención de agua del vapor de la atmósfera en zonas desérticas, la captura de dióxido de carbono y el almacenamiento de hidrógeno en recipientes mucho menos voluminosos que los actuales.

El sueño de Yaghi, que empezó a hacerse realidad en la década de los noventa, ha dado lugar a una nueva química que se ha proyectado en cientos de laboratorios repartidos por todo el mundo que trabajan ya en nuevas aplicaciones. El científico ha contabilizado más de 60.000 clases diferentes de MOFs desarrolladas hasta el momento. "Para mí, lograr la construcción de materiales de manera simple y racional era un sueño. Tener el control sobre el material que estás produciendo -e incluso poder modificarlo una vez que lo has construido- es una herramienta muy poderosa", explica Yaghi, que también dirige el Centro de Materiales Reticulares en el Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales de Japón y el Grupo de Investigación sobre Captura y Conversión del Carbono en la Universidad de Petróleo y Minerales Rey Fahd en Arabia Saudí.

Pregunta.- ¿Qué desafíos sociales podrían colmar sus investigaciones?
Respuesta.- La captura de carbono y la posibilidad de cosechar agua de la atmósfera para obtener agua corriente son dos desafíos sociales importantes. Los materiales reticulares como los MOFs y los COFs han mostrado un gran potencial para poder afrontar estos desafíos de carácter social.

P.- ¿Cómo llegó a la creación de estas estructuras?
R.- A principios de los noventa, me embarqué en un viaje científico para intentar resolver un desafío intelectual. ¿Cómo podemos fabricar materiales de diseño o "a la carta"? Esto nos ha llevado al descubrimiento y el desarrollo de los MOFs y los COFs que ahora tienen muchas aplicaciones.

P.- ¿Qué diferencias existen entre ambas?
R.- Los MOFs se construyen a partir de unidades inorgánicas que llamamos unidades de construcción secundaria, compuestas de óxido de metal, que actúan como juntas, y también de unidades orgánicas, que sirven de puntales para formar estructuras. Los COFs están unidos exclusivamente por enlaces covalentes. Tanto los MOFs como los COFs se realizan mediante la vinculación de unidades de construcción a través de enlaces fuertes; esta es la base de la Química Reticular.

P.- ¿De qué forma podrían "corregir" sus investigaciones los estragos que está realizando el cambio climático?
R.- Hoy hay más dióxido de carbono en la atmósfera que nunca (casi el doble de lo que había antes de la Revolución Industrial) y se está emitiendo todavía más. Los materiales reticulares nos proporcionan oportunidades para afrontar este desafío.

P.- ¿Podrían acabar de alguna manera con los procesos de desertificación en algunas zonas del planeta?
R.- Sí, absolutamente. Hay más de 13.000 cuatrillones de litros de agua en la atmósfera en todo momento. La viabilidad demostrada para capturar el agua (a una humedad relativamente baja) con los materiales reticulares abren la puerta a combatir el estrés hídrico que existe en los climas desérticos.

Biología e ingeniería

P.- ¿De qué forma se han visto reflejados sus estudios en la industria?
R.- Ya se están fabricando toneladas de estos materiales para la industria química e introduciéndose en productos para su comercialización por muchas startups.

P.- ¿Hacia dónde camina la investigación en torno a los materiales? ¿A qué disciplinas afectará más en el futuro?
R.- Como podemos manipular y controlar su estructura a nivel atómico y molecular, esto tendrá un impacto no sólo sobre la química, sino también sobre su interrelación con la biología y la ingeniería. Básicamente estamos creando nuevas herramientas intelectuales y prácticas que pueden aplicarse en muchos campos científicos.

P.- ¿De qué forma cree que condicionará la vida cotidiana de las personas?
R.- La Química Reticular, en concreto, nos permitirá afrontar el desafío de la seguridad alimentaria, el del clima y la energía limpia, y con el tiempo el del estrés hídrico. Todo esto es fundamental para nuestro modo de vida. Además, está permitiendo a los nuevos investigadores entrar en la ciencia con sus propios diseños de fabricación.

P.- ¿Qué papel juega la ciencia básica para la resolución de los grandes problemas de la humanidad?
R.- La ciencia es quizás el camino más importante para resolver los problemas más complejos que afronta la humanidad. Sin la ciencia básica no podemos hacer que las civilizaciones avancen y que nuestra inteligencia se expanda.

P.- Está trabajando para crear centros de investigación en países en desarrollo. ¿De qué forma actúa la ciencia como motor de la economía?
R.- Sin duda, los países en desarrollo están fijando su atención en la investigación para transformar sus sociedades. Las economías basadas en el conocimiento son la aspiración de muchas administraciones. La investigación científica requiere libertad de pensamiento, paciencia, talento y un enorme compromiso a largo plazo. Los beneficios justifican el coste y el compromiso. Al final, los descubrimientos tienen un impacto transformador sobre los individuos y los países.

Una década de excelencia

Además de los trabajos de Yaghi, los X Premios Fronteras del Conocimiento -que se entregarán el próximo miércoles, 13, en la sede madrileña de la Fundación BBVA- han reconocido los estudios del padre de la inmunoterapia James Allison (Biomedicina), por sus trabajos sobre el cáncer; del economista William Nordhaus (Cambio Climático); de Peter y Rosemary Grant (Ecología y Biología de la Conservación), por documentar la evolución en tiempo real; de Shafi Goldwasser, Silvio Micali, Ronald Rivest y Adi Shamir (Tecnologías de la Información y la Comunicación); de Timothy Bresnahan, Ariel Pakes y Robert Porter (Economía, Finanzas y Gestión de Empresas); de la epidemióloga Nubia Muñoz (Cooperación al Desarrollo), por dar más luz sobre el virus del papiloma humano (VPH), y Kaija Saariaho (Música Contemporánea), con la que también hablamos en la sección de Escenarios (pág. 36).