¿Sabía que el descubrimiento de una forma de producir amoníaco fue la razón única más importante de la explosión demográfica mundial, que pasó de 1.600 millones de personas en 1900 a 7.000 millones en la actualidad? ¿O que el polietileno, el plástico más común del mundo, se inventó accidentalmente dos veces?
Es probable que no, ya que la química suele quedar relegada frente a las demás ciencias. Ni un solo químico apareció en la lista de la revista Science de sus 50 estrellas de la ciencia en Twitter. Las noticias sobre química no reciben la misma cobertura que los proyectos de física, ni siquiera cuando el proyecto consistió en hacer aterrizar un laboratorio de química en un cometa.
Por eso, la Royal Society of Chemistry decidió investigar qué piensa realmente la gente sobre la química, los químicos y las sustancias químicas. Resulta que la mayoría de la gente no tiene una buena idea de lo que hacen los químicos ni de cómo contribuye la química al mundo moderno.
Es una verdadera lástima, porque el mundo tal como lo conocemos no existiría sin la química. Esta es mi lista de los cinco inventos de la química que hacen posible el mundo en que vivimos.
1. La penicilina
Es muy posible que la penicilina le haya salvado la vida. Sin ella, un pinchazo de una espina o un dolor de garganta pueden resultar fácilmente mortales. Alexander Fleming suele recibir el mérito por la penicilina porque, en 1928, observó célebremente que un moho que crecía en sus placas de Petri inhibía el crecimiento de las bacterias cercanas. Pero, pese a todos sus esfuerzos, no logró extraer penicilina aprovechable. Fleming se dio por vencido y la historia de la penicilina quedó en suspenso durante diez años. Hasta que, en 1939, el farmacólogo australiano Howard Florey y su equipo de químicos encontraron la manera de purificar penicilina en cantidades utilizables.
Sin embargo, como en aquel momento la Segunda Guerra Mundial estaba en pleno apogeo, escaseaban los equipos científicos. Por eso, el equipo improvisó una planta de producción de penicilina totalmente funcional con bañeras, bidones de leche y estanterías. Como era de esperar, los medios se entusiasmaron mucho con este nuevo fármaco milagroso, pero Florey y sus colegas rehuían la publicidad. En cambio, Fleming acaparó la atención.
La producción a gran escala de penicilina despegó en 1944, cuando la ingeniera química Margaret Hutchinson Rousseau tomó el diseño de Florey, de estilo Heath Robinson, y lo convirtió en una planta de producción a gran escala.
2. El proceso Haber-Bosch
El nitrógeno desempeña un papel fundamental en la bioquímica de todos los seres vivos. También es el gas más común de nuestra atmósfera. Pero al nitrógeno gaseoso no le gusta reaccionar con casi nada, lo que significa que las plantas y los animales no pueden extraerlo del aire. Por consiguiente, la disponibilidad de nitrógeno ha sido un importante factor limitante para la agricultura.
En 1910, los químicos alemanes Fritz Haber y Carl Bosch cambiaron todo esto al combinar el nitrógeno atmosférico y el hidrógeno para producir amoníaco. Este, a su vez, puede utilizarse como fertilizante para cultivos, y acaba llegando hasta nosotros a través de la cadena alimentaria.
Hoy, alrededor del 80 % del nitrógeno de nuestro cuerpo proviene del proceso Haber-Bosch, lo que convierte a esta única reacción química probablemente en el factor más importante de la explosión demográfica de los últimos 100 años.
3. Polietileno: un invento accidental
La mayoría de los objetos de plástico de uso común, desde las tuberías de agua hasta los envases de alimentos y los cascos, son de polietileno. Las 80 millones de toneladas de este material que se producen cada año son el resultado de dos descubrimientos accidentales.
El primero tuvo lugar en 1898, cuando el químico alemán Hans von Pechmann, mientras investigaba algo completamente distinto, observó una sustancia cerosa en el fondo de sus tubos. Junto con sus colegas, la estudió y descubrió que estaba formada por cadenas moleculares muy largas, a las que llamaron polimetileno. El método que utilizaron para fabricar su plástico no era especialmente práctico, así que, al igual que en la historia de la penicilina, durante bastante tiempo no se avanzó.
Después, en 1933, químicos de la desaparecida empresa química ICI descubrieron un método totalmente distinto para fabricar el plástico. Trabajaban en reacciones de alta presión y observaron la misma sustancia cerosa que von Pechmann. Al principio no lograron reproducir el efecto, hasta que advirtieron que, en la reacción original, había entrado oxígeno en el sistema. Dos años después, ICI había convertido este descubrimiento fortuito en un método práctico para producir el plástico común que casi con toda seguridad tiene ahora al alcance de la mano.
4. La píldora y el ñame mexicano
En la década de 1930, los médicos comprendían el potencial de las terapias hormonales para tratar el cáncer, los trastornos menstruales y, por supuesto, servir como anticonceptivo. Pero la investigación y los tratamientos se veían frenados por métodos de síntesis de hormonas extremadamente lentos e ineficientes. En aquel entonces, la progesterona costaba el equivalente de 1.000 dólares por gramo (a precios actuales), mientras que ahora esa misma cantidad se puede comprar por apenas unos pocos dólares. Russel Marker, profesor de química orgánica en la Pennsylvania State University, redujo drásticamente los costes de producción de progesterona al descubrir un atajo sencillo en la ruta de síntesis. Se dedicó a buscar plantas con moléculas similares a la progesterona y encontró un ñame mexicano. De este tubérculo aisló un compuesto que podía convertirse en progesterona en un solo paso sencillo, para la primera píldora anticonceptiva.
5. La pantalla en la que está leyendo
¡Increíblemente, los planes para crear pantallas planas a color se remontan a finales de la década de 1960! El Ministerio de Defensa británico decidió que quería pantallas planas para sustituir los voluminosos y costosos tubos de rayos catódicos de sus vehículos militares. Se decantó por una idea basada en cristales líquidos. Ya se sabía que las pantallas de cristal líquido (LCD) eran posibles; el problema era que solo funcionaban realmente a altas temperaturas. Así que no servían de mucho, salvo que uno estuviera sentado dentro de un horno.
En 1970, el Ministerio de Defensa encargó a George Gray de la University of Hull que encontrara la manera de hacer funcionar las LCD a temperaturas más agradables (y útiles). Y eso fue exactamente lo que hizo al inventar una molécula conocida como 5CB). A finales de la década de 1970 y principios de la de 1980, el 90 % de los dispositivos LCD del mundo contenía 5CB, y todavía se encuentra en productos como relojes baratos y calculadoras. Mientras tanto, los derivados del 5CB hacen posibles los teléfonos, los ordenadores y los televisores.
Cristales líquidos y pantallas LCD
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Mark Lorch es profesor titular de química biológica en la University of Hull
Imagen: Un estudiante de posgrado trabaja en un laboratorio. REUTERS/Suzanne Plunkett.
