Omar Yaghi: “Podemos conseguir miles y miles de litros de agua del aire del desierto”

Este químico de la universidad de California en Berkeley recibió recientemente el premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento por su trabajo en «MOFs», unas moléculas revolucionarias hechas a medida para múltiples aplicaciones

Omar Yaghi: "Ya estamos en el futuro, podemos controlar la materia" / Foto: Omar Yaghi, en la sede de la Fundación BBVA, donde obtuvo el premio Fronteras del Conocimiento

Omar Yaghi (nacido el 9 de febrero de 1965 en Amán, Jordania) es una persona que transmite calma con su mirada atenta y su voz tranquila. Este químico de la Universidad de California en Berkeley, hijo de una familia de refugiados jordanos, es un pionero en el campo de la química reticular, una disciplina que se encarga, curiosamente, de diseñar moléculas estables y exquisitamente organizadas, quizás incluso hermosas.

De hecho, el propio Yaghi reconoce que fue la belleza de las moléculas, y la necesidad de comprender el orden que esconden, lo que le hizo interesarse por la química. Gracias a eso se ha convertido en un creador de moléculas capaces de absorber dióxido de carbono en chimeneas, de obtener agua del aire en los desiertos o aumentar la capacidad de los depósitos de combustible de coches de gas natural. La clave está en los MOFs ("Metal-organic frameworks"), entramados de moléculas de carbono y de metales que se diseñan a medida, como si fueran un Lego, para múltiples funciones. Los trabajos de Omar Yaghi le han hecho merecedor del premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas, que vino a recoger a Madrid recientemente.

En primer lugar me gustaría preguntarle por qué decidió estudiar química.

(Sonríe) "Yo era un joven muy tímido y recuerdo que en los recreos no jugaba con los otros niños. En vez de eso me sentaba y observaba todo. Un día, cuando estaba en tercer grado y tenía unos 11 años, intenté entrar en la biblioteca. Normalmente la puerta estaba cerrada con llave, para que los niños no entraran y lo destruyeran todo. Pero aquel día la encontré abierta, y pude entrar. Allí me encontré con un libro lleno de esquemas y dibujos. No sabía qué eran, pero me di cuenta de que eran muy especiales. Años más tarde, cuando empecé a estudiar ciencias, descubrí que esos dibujos eran esquemas de moléculas. Y fue cuando me enamoré de la química. Yo era un crío que no jugaba con las manos, que no tocaba nada, que no desmontaba una radio, pero siempre estuve muy interesado en saber qué había detrás de la construcción de nuestros objetos cotidianos.

Y en la universidad, cuando estudiaba química orgánica, aprendimos a cristalizar moléculas. Esto ahondó aún más mi amor por la química. Pero digamos que mi interés era puramente estético: me atraía la belleza de los cristales y de las moléculas."

Ahora mismo, ¿qué objetivos tiene? ¿Qué problemas le gustaría resolver con su química?

"Hemos contribuido a inventar un mundo de nuevos materiales: los «metal-organic frameworks» o MOFs (algo así como entramados metal-orgánicos). Tienen capacidades ilimitadas. Son materiales y estructuras químicas que diseñamos para que sean muy estables y duraderos y para usarlos en muchas aplicaciones: como absorber dióxido de carbono o para atrapar el agua de la humedad del ambiente, por ejemplo en el desierto.

Es un área de investigación mundial, con cientos de aplicaciones industriales potenciales, en ámbitos como el medio ambiente, la catálisis, la captación de agua de la atmósfera, la administración de fármacos o incluso en aplicaciones electrónicas. Fácilmente ya puede haber 70.000 de estos MOFs.

Así que, respondiendo a su pregunta, mi objetivo es doble: Por una parte fortalecer el progreso en ciencia básica de MOFs. Y, por otra, potenciar los sectores y las actividades en torno a su aplicación."

Entre todas estas aplicaciones posibles de los MOFs, ¿cuál es la que le interesa más?

"La aplicación de captar agua de la atmósfera en los desiertos, para poder emplearla en casa o en la agricultura, es la que más me inspira y emociona. El agua es vida, y un tercio de la población mundial sufre la escasez de agua. Y nunca se ha logrado algo así antes, no hay precedentes. Creo que esta es la gran virtud de estos materiales."

¿Cómo definiría usted un MOF?

"Es un módulo que contiene unidades metálicas y unidades orgánicas (hechas de cadenas de carbono), que se une a otros módulos para constituir un entramado. Este entramado constituye un espacio donde podemos atrapar otras moléculas o donde podemos colocar átomos que faciliten reacciones químicas, incluso en el orden que nosotros queramos. Cambiando la parte metálica podemos crear un número infinito de variaciones."

Esta idea de usar piezas moleculares me hace pensar en un Mecano...

"Sí, nosotros hablamos de un Lego químico. De pequeño, no tenía Legos con los que jugar, porque vengo de una casa humilde, pero puedo decir que ahora hacemos química Lego. Es decir, organizamos los átomos y las moléculas y los unimos, con enlaces muy fuertes, para formar estructuras extendidas y muy estables. Es lo que se conoce como química reticular. Y lo cierto es que es una nueva forma de hacer materiales."

Una de sus ventajas es que tienen mucha superficie interna y pueden atrapar muchas moléculas, ¿no?

"Sí. Ahora hay un material, basado en métodos que diseñamos hace tiempo, que tiene una superficie de 7.500 metros cuadrados por gramo de MOF -gracias a esto, un cubo de ciertos MOFs de apenas el tamaño de un terrón de azúcar puede tener una superficie interna comparable a seis campos de fútbol-. Nosotros empezamos por un material que tenía 2.500 metros cuadrados, y el récord ha ido aumentando poco a poco. Creemos que el límite está supuestamente en los 16.000 metros cuadrados por gramo."

¿Hay muchos científicos trabajando en esto?

"Diría que hay más de mil investigadores en todo el mundo trabajando en química reticular. Y en todas partes, incluso en países en vías de desarrollo. Como he dicho, ya hay al menos 70.000 MOFs creados. Y va a haber muchísimos más, porque las posibilidades son infinitas y se pueden usar para resolver muchos problemas."

¿Cuánto tiempo tendremos que esperar hasta poder ver las primeras aplicaciones?

"Ya hay aplicaciones comercializadas. Una está en una empresa de Chicago y tiene que ver con la absorción de gases tóxicos en una fábrica. La otra se emplea para almacenar gas y liberarlo lentamente y conservar la fruta y la verdura. Poco a poco habrá más."

¿Y qué hay de la aplicación de los MOFs para capturar CO2?

"Esta aplicación ya funciona en el laboratorio. Pero todavía no estamos preparados para sacarla al mercado y poder atrapar CO2. Nuestro objetivo es atrapar este gas antes de que se libere a la atmósfera, en las chimeneas de centrales eléctricas, aunque también se puede capturar en la atmósfera."

¿Y qué harían después de capturarlo?

"Hemos estado trabajando mucho no solamente en atrapar y capturar el CO2 sino también en poder convertirlo en un combustible, como el metanol. Otra cosa en la que estamos trabajando activamente es en producir monóxido de carbono (CO) a partir de CO2, porque resulta muy interesante para fabricar muchos productos químicos. Otras opciones que se barajan es bombearlo bajo tierra, pero nosotros queremos transformar el CO2 en un producto de alto valor."

¿También están trabajando en un MOF para coches de gas natural, no?

"Hay un MOF muy próximo a su uso comercial en los automóviles que funcionan con gas natural. Recuerde que estos coches son mucho más limpios que los que funcionan con gasóleo o gasolina. Y gracias al MOF, podemos almacenar tres veces más gas natural en un tanque -esto ocurre porque la estructura del MOF ayuda a estabilizar y organizar el gas-."