Solo conocemos el 1% de los compuestos químicos que existen en el Universo

Los 118 elementos químicos que conforman actualmente la tabla periódica creada por Dmitri Mendeleev, más algunos otros que puedan descubrirse o desarrollarse en el futuro, conforman un conjunto de “bloques de Lego” que permiten a los químicos crear o identificar un número prácticamente infinito de compuestos químicos, a través de la combinación de átomos de diferentes elementos. Si solo hemos caracterizado hasta el momento el 1% de estas combinaciones, resulta estimulante pensar qué avances científicos o nuevos conocimientos podrían ser posibles identificando solo una ínfima parte del 99% restante.

El Universo está inundado de miles de millones de sustancias químicas, cada una de las cuales posee diferentes potencialidades, ya sea para desarrollar soluciones a problemas humanos o para identificar nuevas formas de vida extraterrestre que no sigan los patrones químicos que nos resultan familiares.

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Hasta el momento, solamente hemos identificado el 1% de estos compuestos: los científicos creen que sustancias no descubiertas podrían ayudar a eliminar los gases de efecto invernadero o desencadenar un avance médico similar al que hizo posible la penicilina, entre otros hallazgos capaces de cambiar nuestro mundo y nuestra comprensión del cosmos.

Encastrando piezas de un Lego químico

Según un artículo publicado en The Conversation por el científico Mateo Addicoat, de la Universidad de Nottingham Trent, en el Reino Unido, desde que el químico ruso Dmitri Mendeleev desarrolló la tabla periódica de elementos químicos en 1869, los científicos han ido descubriendo las sustancias químicas que ayudaron a definir el mundo moderno.

Por ejemplo, necesitábamos la fusión nuclear, que básicamente es disparar átomos entre sí a la velocidad de la luz, para formar el último puñado de elementos. El elemento 117, tennessine, fue sintetizado en 2010 de esta manera. Estos elementos son las piezas que permiten el desarrollo de los compuestos químicos: algunos de ellos se gestan de forma natural, como el agua al unirse el hidrógeno y el oxígeno, mientras que otros se descubren en experimentos de laboratorio y luego se fabrican, como el nailon.

El número de posibles combinaciones es abismal: existirían alrededor de 1,6 millones de compuestos químicos de tres átomos como H₂0 (agua) y C0₂ (dióxido de carbono). Pero también podríamos formar compuestos con cuatro o cinco átomos: ¿cuál sería el límite? ¿Cómo se podrían identificar estos compuestos químicos desconocidos para acceder a nuevos conocimientos científicos?

No es para nada sencillo. Los científicos lo intentan, por ejemplo, cambiando algunos parámetros de compuestos ya conocidos. De esta forma, experimentan qué puede pasar al “intercambiar” los bloques de Lego: en ocasiones, llegan a buen puerto y se concretan hallazgos significativos, por ejemplo en el campo de la ciencia de materiales.

Los alquimistas del futuro

Según Addicoat, en la actualidad es más sencillo determinar la estructura de nuevos compuestos. La técnica de rayos X que inventó Crowfoot Hodgkin para identificar la estructura de la penicilina todavía se utiliza en todo el mundo para estudiar compuestos. Y la misma técnica de resonancia magnética que utilizan los hospitales para diagnosticar enfermedades también se puede emplear con compuestos químicos para determinar su estructura. Queda claro que la Inteligencia Artificial (IA) y los ordenadores cuánticos podrían llevar estos desarrollos en el futuro a un nivel que ni siquiera podemos intuir en este momento.

Sin embargo, aunque se identificara una estructura completamente nueva y no relacionada con ningún compuesto conocido en la Tierra, faltaría la parte más difícil: crearla. Descubrir que un compuesto químico podría existir no indica cómo está estructurado ni qué condiciones se necesitan para producirlo. Por ejemplo, algunos compuestos químicos podrían desarrollarse bajo condiciones atmosféricas o de presión que no son factibles en la Tierra.

Además de las nuevas tecnologías, otro camino interesante es buscar inspiración en los rincones más pequeños del mundo que nos rodea: según los investigadores, resulta más fácil y económico “cultivar” nuevos compuestos y luego extraerlos de mohos, plantas o insectos. En definitiva, la enorme cantidad de combinaciones que nos ofrecen los “bloques de Lego” de la química podría derivar en grandes sorpresas en el futuro. Quizás, el sueño de los viejos alquimistas ahora está más cerca de hacerse realidad.