QUÍMICA

El más noble de los metales

John Fackler se pasa el día con oro entre las manos. Su profesión no tiene nada que ver con la orfebrería o la joyería. Tampoco se trata de una versión moderna del rey Midas. Este químico estadounidense trabaja en su laboratorio de Texas investigando las propiedades del dorado metal.

"Trabajar con oro me ha proporcionado más placer que ninguna otra sustancia", asegura Fackler. "Los ojos de los estudiantes se encienden siempre que contemplan los coloridos destellos que produce cualquier elemento bajo la luz ultravioleta. Pero para coger una moneda de oro y disolverla en agua regia hace falta que uno tenga más interés en la química que en el dinero". Es su caso, y también debe ser el de los alumnos que se forman con él. Sin embargo, Fackler reconoce que es difícil ignorar la innegable belleza y el halo de mito y misterio que rodean a este metal. Ningún otro elemento ha logrado despertar tanta fascinación en el ser humano como el oro a lo largo de la historia.


Un nuevo filón

El oro es el metal más dúctil y maleable que existe. Resistente y buen conductor de la electricidad, resulta fácilmente identificable por su color amarillo metálico único. Es poco reactivo, y no le afectan ni el agua, ni el calor, ni el aire ni la mayoría de los disolventes conocidos. Sólo se deja vencer por el mercurio y por el agua regia, una mezcla de ácido clorhídrico y ácido nítrico. Su extraordinaria resistencia a la oxidación y a la corrosión le ha valido el calificativo de "metal noble", que comparte con la plata, el cobre y el mercurio, entre otros.

Esta lista de propiedades han hecho de él un elemento muy especial a lo largo de la historia, conocido y apreciado desde los orígenes de la humanidad. Prueba de ello son los excelentes trabajos de orfebrería encontrados en tumbas egipcias, minoicas, colombinas, etc. Debido a su relativa rareza comenzó a usarse como moneda de cambio y, más tarde, como referencia en las transacciones monetarias internacionales, dando lugar a la creación del "patrón oro".

Hoy, la ciencia ha logrado ver más allá de las propiedades básicas del metal dorado. Los estudios químicos de las últimas décadas han desvelado que las claves de su verdadero valor se encuentran a nivel molecular. Así, los científicos han comprobado que es posible cortar el oro sólido en láminas extremadamente finas, del grosor de un cabello, sin que pierda un ápice de su fuerza y conductividad. Los átomos de oro han demostrado su afinidad para formar enlaces muy estables con el carbono, presente en las moléculas orgánicas de los seres vivos. También pueden unirse a otros átomos de oro mediante fuertes enlaces o "puentes", fenómeno que se conoce como aurofilia. A esto se suman la obtención de nanopartículas de oro y los recientes hallazgos de sus propiedades luminiscentes y catalíticas, que han abierto paso a un amplio número de potenciales aplicaciones.

Actualmente, el continuo hallazgo de nuevas propiedades y usos del oro sigue sorprendiendo cada día a los propios expertos, que han encontrado en este antiguo metal un importante "filón" para la investigación. "Hemos aprendido más sobre el oro desde 1960 que en los anteriores 6.000 años", asegura Fackler.


Átomos en cadena

Fackler vive estas investigaciones muy de cerca. Hace ocho años descubrió que algunos compuestos de nanopartículas de oro, al ser excitados, emiten luz fluorescente durante un período de tiempo un millón de veces superior al que se había observado hasta ese momento. Estudiando este fenómeno pudo comprobar que la emisión sólo se producía cuando los átomos de oro se ordenaban en cadenas separados unos de otros a una distancia de 3,5 ángstrom (0,0000035 milímetros). "La distancia es muy importante. Si es superior a 3,5 ángstrom no se observa fluorescencia, y si es inferior la luz emitida cambia su color".

Poco después, Fackler comprobó que el color de la luz emitida también cambiaba cuando el oro interactuaba con otros elementos, lo que le llevó a idear el desarrollo de nuevas aplicaciones para el metal. "Estos compuestos tienen una hermosa capacidad para convertirse en sensores capaces de detectar la presencia de pequeñas concentraciones de otros componentes en un medio", asegura el investigador. Basándose en este mismo fenómeno, las cadenas de átomos de oro podrían usarse como herramienta de diagnóstico para detectar enfermedades genéticas o infecciosas.

Los compuestos de oro descubiertos por Fackler pueden jugar también un importante papel a nivel industrial. Ante ellos se dibuja un prometedor futuro como catalizadores, es decir, intermediarios que ayudan a que las reacciones químicas se desarrollen a mayor velocidad. "Esto implica que muchos productos industriales, como los anticongelantes o los jabones, podrían ser fabricados de forma más eficiente y económica", señala el profesor Fackler. Así, productos cuyo proceso de fabricación requiere más de diez pasos podrían ver reducido el procedimiento a uno sólo gracias a la acción catalizadora del oro. Entre las posibles aplicaciones de estos compuestos, Fackler y su equipo barajan la posibilidad de utilizarlo en el refinado de combustibles para coches y aviones, reduciendo así las emisiones contaminantes.


De la biotecnología a la industria farmacéutica

Aunque en estos momentos la aplicación de mayor importancia del oro continúa siendo la joyería, a la que se destina casi el 75% de la producción mundial de este metal, cada vez son más sus usos no ornamentales, basados en las excepcionales propiedades descubiertas en los laboratorios. "Por ejemplo, aprovechando su capacidad para reflejar la luz ultravioleta, se utiliza en los parabrisas de trenes de alta velocidad o en los trajes de los astronautas", nos explica Antonio Laguna, profesor del departamento de Química Inorgánica de la Universidad de Zaragoza y experto en el estudio de este metal. Como buen reflector de infrarrojos, el oro también se emplea para recubrir los satélites, las naves espaciales o los cristales de algunos grandes edificios. Además las sales de oro, en concreto los cloruros, se han utilizado en fotografía y para colorear vidrios y esmaltes. También es frecuente su uso en la fabricación de componentes electrónicos.

Sin embargo, en los últimos años las aplicaciones se están multiplicado espectacularmente, los sectores más prometedores del nuevo siglo. Así, a finales de este año está previsto que se ponga en marcha el primer prototipo de un pequeño dispositivo portátil que permitirá diagnosticar enfermedades genéticas e infecciosas al instante en la consulta del médico. La tecnología de este aparato, que utiliza nanopartículas de oro y ADN sintetizado, ha sido desarrollada por investigadores de la Nortwestern University, y ha demostrado ser diez veces más sensible y 100.000 veces más específica que los actuales sistemas de detección genómica. Su comercialización correrá a cargo de la Compañía Nanosphere Inc.

Otro campo de gran auge, la biotecnología vegetal, también utiliza el oro asociado al material genético para crear plantas transgénicas. Cuando se desea introducir una nueva característica genética en una planta, se emplean microesferas o "balas" de oro recubiertas con el ADN. Estas partículas son bombardeadas hacia el núcleo de la célula utilizando una "pistola de genes". El material transgénico se incorpora así al ADN vegetal.

En el sector de la industria farmacéutica, la empresa Glaxo Wellcome está desarrollando un nuevo método de vacunación que utiliza pequeñas partículas de oro. Una vez dentro del torrente sanguíneo, la vacuna se separa de las partículas de oro y se vuelve activa. Por otro lado, el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) ha desarrollado un pequeño implante de silicio que podría ser usado en el futuro para administrar medicamentos de forma continuada durante largos períodos de tiempo. Estos implantes contienen 34 reservorios para almacenar medicamentos, cada uno de los cuales está cubierto por una membrana de oro de 0,3 milímetros de grosor. Cuando se aplica una pequeña descarga de electricidad a la cubierta (1 voltio), ésta se disuelve por una reacción electroquímica, liberando la medicación dentro del organismo.

Estas dos últimas aplicaciones, desarrolladas por Glaxo y el MIT respectivamente, son posibles gracias a que el oro es un metal no tóxico, que apenas produce alergias en contacto con la piel de los seres humanos y permanece inalterable frente a los líquidos biológicos, incluyendo la sangre.


Salud de oro

La singular relación del oro con el organismo humano era ya conocida en el antiguo Egipto y en la India, cuyos habitantes añadían pequeñas sales de este metal a sus platos por considerar que comer oro les haría sentirse mejor. Los chinos, por su parte, consideraban al oro como una medicina que podía conferir larga vida o incluso la inmortalidad a cualquier que la consumiera. Esta idea oriental fue transmitida, a través de los alquimistas árabes, al continente europeo, donde personajes como el monarca francés Luis XII adquirieron el hábito de acompañar sus comidas con brebajes de este metal.

La antigua concepción del oro como medicina no era del todo descabellada. Actualmente, la administración de compuestos de oro y azufre ha demostrado ser una práctica eficaz en el tratamiento de la artritis reumática en un 25% de los pacientes, aunque todavía no se ha logrado demostrar su mecanismo de acción. Según John Facker, su efecto positivo podría deberse a que el oro previene la formación de peroxinitrato (O2NO2). "El peroxinitrato podría ser el mayor villano en el deterioro de células y hueso que sufren los enfermos de artritis reumatoide", explica el investigador. Al bloquear la formación de este compuesto, el oro estaría actuando como antioxidante impidiendo la acumulación de los radicales libres.

También se han realizado investigaciones que apuntan a la posible eficacia del uso de en quimioterapia para el tratamiento del cáncer. Los principales estudios actuales en este sentido se centran en el desarrollo de terapias para combatir el cáncer de próstata.


Un futuro dorado

A la vista de este panorama, para Feckman no cabe duda de que "el oro tiene ante sí un futuro brillante". Antonio Laguna comparte también esta opinión. "Es previsible que las nanopartículas de oro sean utilizadas en decoración, fotografía, fotolitografía o microelectrónica. Algunos compuestos podrían ser empleados también como sensores, aprovechando sus propiedades ópticas y su alta estabilidad. Y se están desarrollando nuevos compuestos con potenciales aplicaciones en catálisis heterogénea", explica el profesor Laguna. En este campo trabaja su grupo de investigación de la Universidad de Zaragoza, cuyas aportaciones hasta la fecha han merecido el reconocimiento internacional por su interés para la química del oro.

Otras potenciales aplicaciones del oro, derivadas también de su capacidad de excitación por la luz, están ligadas al desarrollo de las nuevas tecnologías. Facker, descubridor de su extraordinaria capacidad de emitir luz fluorescente, apuesta por su futura incorporación en las próximas generaciones de pantallas de televisión y de ordenador, en cámaras digitales y en dispositivos de visión nocturna.

Si este noble metal cumple las expectativas de los expertos es posible que en el siglo XXI vivamos, en términos químicos, una nueva "Edad de Oro".

Autor: Elena Sanz | 2002