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Las amplias posibilidades de los compuestos de boro

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El boro permite «construir» compuestos "a medida", con las características que se deseen: solubles en agua, insolubles, con propiedades tensioactivas, ópticas, eléctricas, conductoras, etc. Ello facilita mucho la adaptación de la sustancia a diferentes tipos de materiales, entornos y, en definitiva, aplicaciones. Desde membranas y catalizadores hasta tratamientos contra el cáncer.

Muchas de las aplicaciones que se están desarrollando en el área de los nuevos materiales se basan en la capacidad que tienen las moléculas de reconocer y asociarse con otras moléculas. Esta es la base de las llamadas membranas de transporte asistido (que contienen una molécula selectiva capaz de reconocer el elemento que debe ser separado y transportarlo al otro lado). También es el mecanismo en el que se basan sistemas de extracción para el tratamiento de aguas residuales de centrales nucleares. 

En el Laboratorio de Materiales Inorgánicos y Catálisis del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB), que dirige Francesc Teixidor, profesor de investigación, trabajan desde hace años desarrollando aplicaciones de este tipo basadas en compuestos de boro. Uno de los proyectos que se están desarrollando es un sistema de extracción de radionucleidos, pero también trabajan en membranas desalinizadoras, tratamiento contra el cáncer y catalizadores para la industria.

¿Cómo es posible generar aplicaciones tan diferentes a partir de la misma familia de compuestos? Una de las razones, explica María Rosario Núñez, investigadora del ICMAB, son los muchos puntos donde se pueden realizar sustituciones. El cluster de boro, explica, una molécula de forma poliédrica donde los vértices están ocupados mayoritariamente por átomos de boro, "representa el núcleo sobre el cual se pueden anexionar sustituyentes muy diversos", de forma que se pueden combinar fácilmente con muchos otros grupos orgánicos. Esto permite de alguna forma «construir» compuestos de boro "a medida", con las características que se deseen: compuestos solubles en agua, compuestos insolubles, con propiedades tensioactivas, ópticas, eléctricas, conductoras, etc. Todo lo cual facilita mucho la adaptación de la sustancia a diferentes tipos de materiales, entornos y, en definitiva, aplicaciones.

Extracción de radionucleidos: El proyecto se realiza en colaboración con el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y con el Comisariado de la Energia Atómica de Francia (CEA). Se están sintetizando y probando compuestos de boro capaces de captar selectivamente isótopos de estroncio, cesio y de actinidos menores. La ventaja de estos compuestos, que se están sintetizando en el ICMAB y probando tanto en el CIEMAT como en el CEA, es que son muy selectivos y permiten extraer sólo el isótopo que interesa.
 
Membranas desalinizadoras: En este caso, los investigadores del ICMAB han podido desarrollar un plástico conductor dopado con un anión que es un compuesto de boro. Este polímero, que se comporta como una resina intercambiadora de iones, es capaz de captar el sodio y extraerlo. La investigación se encuentra, sin embargo, en una etapa de preliminar.
 
Terapias contra el cáncer: En el ICMAB también se sintetizan compuestos de boro destinados al tratamiento contra el cáncer. EL tratamiento se basa en la combinación de dos componentes: neutrones térmicos y compuestos de boro, cada uno de los cuales es inocuo por separado. Pero cuando se ponen en contacto emiten partículas y radiación de alcance muy corto. Si el compuesto de boro está en las células malignas, la irradiación con neutrones destruye sólo éstas células y su entorno más inmediato. Diversos compuestos de boro se están probando en fase experimental en otros países de Europa y EE.UU.

Catalizadores: Se están desarrollando en el laboratorio del ICMAB compuestos de boro que incorporan metales de transición (que son precursores altamente activos en reacciones de catálisis homogénea). Este tipo de catálisis está adquiriendo mucha importancia en síntesis asimétrica, de gran interés para sectores como el farmacéutico.

Los investigadores están trabajando para combinar las ventajas de la catálisis homogénea (como la selectividad y el elevado rendimiento) con las ventajas de la catálisis heterogénea (como la facilidad de separación). "Esta combinación de factores", explica Rosario Núñez, que trabaja en este proyecto, "es lleva a cabo desarrollando dendrímeros con el objetivo de preparar materiales con centros catalíticos localizados adecuadamente y estructuras controladas". La importancia de la catálisis homogénea asimétrica ha sido reconocida en la entrega del Premio Nobel de Química de este año.

Setmana de la Ciència. El viernes, 16/11/01, a las 12.00 h, la Dra. Rosario Núñez impartirá la conferencia "El boro, elemento exótico, y su uso en medio ambiente y salud", en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, campus de la UAB. Cerdanyola. Tel. 93 580 18 53