La proximidad del nuevo siglo es un buen momento para revisar la situación de la química . Uno de los puntos más importantes a discutir con los alumnos es la idea de que la ciencia es una actitud innata en el hombre para la adquisición del conocimiento, que empezó desde el despunte de la inteligencia humana, que tiene un desarrollo continuo y que en este momento todavía desconocemos la mayor parte de lo que es la esencia de la naturaleza.

También es importante comentar que todos podemos participar en el descubrimiento de la naturaleza, lo único que necesitamos es hacernos preguntas , contestarlas y reflexionar acerca de los ¿porqués? y ¿cómo?. La ciencia no solamente es importante por los conocimientos que genera o por la conciencia de lo que somos y del control que podemos ejercer de nuestras vidas y de la naturaleza que nos rodea, también es importante porque nos permite lograr mayor bienestar y mejor calidad de vida. ¿EN QUE CONTEXTO CIENTIFICO ENCONTRAMOS A LA QUIMICA?. La química es una ciencia básica que permite conocer el comportamiento de la naturaleza. Para evaluar los procesos químicos es necesario usar las matemáticas como lenguaje y conocer las leyes de la física, estas dos ciencias son base de la química. El comportamiento químico y la estructura de átomos y moléculas puede moldearse o reproducirse utilizando modelos matemáticos, por lo tanto la química es una ciencia exacta. Todos los procesos biológicos sin excepción ocurren a través de reacciones químicas; en consecuencia la química es la base de la biología. Es importante saber que la química no requiere de la biología para expresarse, lo contrario si ocurre. La química es una de las ciencias que más capacidad intelectual requiere para comprenderse, el nivel de conceptualización es muy profundo. Es una ciencia que propone continuamente retos intelectuales. Al decir ésto es necesario tener en cuenta que no me refiero a que los químicos tengan que memorizar grandes cantidades de conocimientos. El almacenaje de la información es la función de los libros y las bibliotecas. Un buen químico tiene que desarrollar mas bien características intelectuales de análisis, deductivas y creativas. Veamos ahora que ocurre con la química en el contexto universal. La química es sin duda la ciencia central, como quedó definida en el reporte Pimentel, por una comisión de científicos de la Academia de Ciencias de los Estados Unidos. Este reporte contiene un análisis para conocer la importancia de la química en el desarrollo de ese país. La química es una ciencia que tiene una relación muy directa con el desarrollo económico de las naciones, porque ninguna industria en el planeta que no esté relacionada con procesos o materiales químicos. Normalmente la industria contribuye enormemente a los altos ingresos de los países desarrollados, que exportan activamente los materiales que fabrican y procesan a los países pobres. El desarrollo industrial y la calidad de la enseñanza y de la investigación en química van de la mano. Uno de los indices del desarrollo es la calidad y el número de graduados en química de cada país. Si se analiza la situación de México en ese contexto veremos nuestra realidad. Hay muy pocas escuelas de química en el país que tengan una orientación verdaderamente científica, predominan escuelas de química solo interesadas en producir técnicos medios. La cantidad de conocimientos científicos básicos (matemáticas, física, química, biología) que se adquieren en las licenciaturas es muy reducido. Existen muy pocos grupos de investigación en química, y a su vez se gradúa un número ridículo de doctores en esta rea del conocimiento en nuestro país. Comparados éstos con los graduados en los países mas desarrollados se encuentran una relación del orden de uno a quinientos. Es importante que los profesores del nivel bachillerato tomen conciencia de la importancia de que una sociedad haya personas dedicadas al trabajo científico, que es necesario tener mas ingenieros, matemáticos, químicos, físicos biológicos, etc. Porque de éllos dependerá el futuro del país, y esta idea debe de expresarse. Es en las escuelas secundaria y preparatoria cuando muchas vocaciones se forman. Los profesores tienen la obligación de enseñar y la importancia de las ciencias. ¿QUE HACEN LOS QUIMICOS? Entre las variadas actividades de los químicos está la exploración para conocer las reglas universales del comportamiento de la materia, al entenderla es posible dominarla. También les interesa saber que moléculas y materiales existen en el universo, desde las estrellas mas lejanas hasta las profundidades de nuestro planeta. En los seres vivos ocurre una química extraordinaria variada y compleja, los químicos y recientemente los biólogos se han interesado por conocerla en detalle, aunque aquí conviene decir que estamos muy lejos de poder hacerlo. Pero no solamente la contemplación y el entendimiento de la naturaleza preocupan a los químicos, también en su trabajo hay una gran parte de creatividad. Una vez que las leyes que las leyes de la naturaleza han sido entendidas, los hombres han intentado reproducir con sus propias manos los procesos químicos, y desarrollado nuevos compuestos y materiales sobrepasando en atrevimiento a la naturaleza, al crear materiales exóticos nunca antes vistos. ¿Como ha llegado el hombre a este nivel?, los instrumentos electrónicos y las computadoras han permitido que el hombre vea cada vez mejor lo más lejano, lo más pequeño, lo más escondido, lo más profundo y lo más rápido (eventos que ocurren en nano y picosegundos) . MICROSCOPIO ELECTRONICO DE BARRIDO No hay duda que entre muchos instrumentos, los microscopios son los que han producido el avance más gigantesco a la biología al permitir el descubrimiento de los microorganismos y la estructura orgánica de las células y el entendimiento de su fisiología y comportamiento. Recientemente los físicos han desarrollado una nueva manera de ver lo pequeño que se conoce como microscopía electrónica de barrido por efecto túnel. Permite, a través de aguja metálica terminada en una punta del tamaño de un átomo. La aguja, con un voltaje eléctrico muy débil, puede percibir al pasar la presencia de átomos. De esta manera, una vez que la información ha sido procesada se puede visualizar a los átomos. Esta es una técnica extraordinariamente poderosa que en el futuro permitirá hacer magníficos descubrimientos. Por el momento ya se han tenido vistas maravillosas de una Porfirina de cobre, de moleculas de Benceno y hasta del DNA. Las imágenes corroboran todo lo que se había establecido para las estructuras atómicas y moleculares. Probablemente esta técnica se desarrolla en el futuro como un método de análisis estructural rutinario. Pero se ha ido un poco más lejos con lo anterior. los ingenieros de la compañía IBM han logrado reemplazar los átomos con la misma punta del microscopio y los han colocado voluntariamente en posiciones precisas, han trabajado en 2 dimensiones reemplazando átomos de gas sobre una superficie metálica, se supone que pronto se podrá trabajar en tres dimensiones. con este echo se habrá dado un paso tan grande como caminar en la luna pues por primera vez en la historia, el hombre podrá hacer una molécula directamente con sus manos poniendo los átomos uno por uno en la posición que se desee. Esto pudiera parecer una historia de ciencia ficción sin mayor trascendencia, sin embargo la idea de hacer maquinas moleculares está ya en electrónicos requieren de la miniaturizacion. Por lo tanto es importante hacer objetos cada vez más pequeños. Los instrumentos moleculares tendrían el concepto de que con una sola molécula se puede hacer un trabajo a partir de un movimiento, un cambio de forma de luz, de calor, de información, etc. De esta manera se puede pensar ya en la construcción de computadoras moleculares. Que podrían ser la aproximación de un cerebro humano. Existen en el arsenal de los químicos equipos muy variados y desde luego muy sofisticado con potentes computadoras y complicado equipo electrónico que permite hacer análisis químico con una precisión extraordinaria. De entre muchos citaré dos ejemplos que están mas cerca de mi experiencia. ANALISIS MOLECULAR POR DEFINICION DE RAYOS X. El primero es el que se utiliza para el estudio de la difracción de rayos x, método que permite conocer la estructura molecular de cristales unitarios. La base es muy sencilla, es necesario irradia el cristal con rayos x y medir la difracción de la radiación, en análisis de esta permitirá conocer con precision la posición de todos los núcleos. La información recabada es analizada por computadoras poderosas en tiempos muy cortos y transformada en una especie de descripción " fotográficas" de la molécula, que incluye la posición de los átomos, la distancia entre ellos y los ángulos de los enlaces, entre otros datos la determinación de una estructura molecular por la técnica de difracción de rayos x tomaba meses de trabajo muy laborioso a los químicos de los años setenta ahora, se puede realizar el mismo análisis en tiempos record de pocas horas. ANALISIS QUIMICO POR RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR. La otra técnica de la quiero hablar es la resonancia magnética nuclear que está basada en el comportamiento magnético de los núcleos atómicos. Estos en un campo magnético se alinean al recibir energía de una determinada radiofrecuencia. Cuando la excitación cesa y los núcleos regresan a su estado basal se analiza su comportamiento y esto es transformado en información que nos dice cuantos núcleos existen en la molécula, de que tipo son, como se mueven, cual e su geometría, etc. Este análisis puede ser aplicado a todos los elementos de la tabla periódica, a sistemas en solución o en estado sólido, por lo anterior se ha convertido en la técnica de análisis químico universal. Conviene comentar que el descubrimiento de la resonancia magnética nuclear fue realizado por dos grupos científicos cuyos jefes Purcel y Bloch recibieron el premio Nobel en 1952. Este descubrimiento podría parecer ocioso pues originalmente no parecía tener ninguna aplicación. los químicos han utilizado brillantemente esta técnica a la cual se debe el avance espectacular de la química en este siglo. La aventura de la resonancia magnética no ha quedado ahí. La observación puede hacerse también en organismos vivos sin que se les produzca ningún daño, y la información que se recaba comprende no solamente las estructuras rígidas si no también la bioquímica de los seres observados. Esta técnica que ya ha llegado a los hospitales es mucho mas poderosa que las radiografías y seguramente en el futuro permitirá un avance notable en la medicina y el diagnóstico.. LA MODELIZACION DE LA QUIMICA. El desarrollo de la computación ha tenido un impacto notable en el florecimiento de la química. Por los químicos han encontrado una herramienta que permite multiplicar su capacidad, afortunadamente las computadoras aún no han podido sustituir a los científicos. Como la química se rige por leyes matemáticas precisas es posible describir el comportamiento y la estructura de las moléculas usando funciones matemáticas, por lo tanto una computadora puede modelizar con precisión a las moléculas mostrando su forma tamaño y comportamiento químico. Esto permite presidir una gran cantidad de información acerca de las moléculas y tener una visión complementaria del comportamiento mas profundo del mundo microscópico. Los químicos comparte los datos que generan las computadoras con sus datos experimentales enriqueciendo los conocimientos. Esta información se vuelve muy valiosa cuando se aplica ha compuestos biológicos por que permite entender los procesos vivos para poder modernizar moléculas muy grandes como las biológicas se requiere de computadoras gigantescas que afortunadamente son cad vez más accesibles. LA INFORMACION QUIMICA. Los químicos son los científicos que mas información generan, como se puede apreciar del Chemical Abstracts, que es un compendio de todos los artículos científicos en química que se publican en el mundo desde 1907. El año pasado este compendio reseño cerca de 250 mil trabajos y según el libro de Guiness es el compendio científico mas grande del mundo. Toda la información que se recaba en química es valiosa y siempre actual por que corresponde a observaciones precisas. Algunas interpretaciones cambian probablemente con el tiempo, pero no los datos, razón por lo cual para los químicos la información que se encuentra en las bibliotecas es extraordinariamente valiosa incluso aquella que fue recopilada en el siglo pasado. La información que se ha acumulado es muy grande. Actualmente se popularizan formas de investigación bibliográficas en bancos de datos por computadoras. Para darnos una idea de los importante que es conservar la información conviene saber que en este momento, el numero de moléculas estudiadas y razonablemente identificadas es de al rededor de 20 millones. La pregunta importante es ¿ Cuantas más se podrán descubrir o hacer?. La pregunta es que el numero de combinaciones que se pueden hacer con los elementos de la tabla periódica disponible ( alrededor de 90), con las distintas geometría de cada átomo y con las combinaciones de diferente números de átomos la respuesta de un numero infinito. Por lo tanto los químicos del futuro tendrán posibilidades de investigación también infinitas. No podemos descarta la posibilidad de que maquinas extraordinariamente sofisticadas se den a la tarea de construir moléculas siguiendo una programación. Establecida por el hombre, recordemos que ya hay maquinas que automáticamente se dedican a construir péptidos. LA QUIMICA Y LA CALIDAD DE VIDA. Los químicos se dedican en estos momentos también a la construcción de los materiales inteligentes, aquellos que en una situación determinada tienen un comportamiento especifico, por ejemplo una respuesta al calor, la luz, la radiofrecuencia, etc. y que pueden usarse para construir instrumentos muy avanzados o aún para dar mayor comodidad como telas o materiales para el vestido o a las habitaciones, un ejemplo son los vidrios inteligentes que pueden cambiar su color de acuerdo a la cantidad de luz y preservar un ambiente agradable. Entre los materiales que son mas útiles tenemos los polímeros que pueden tener muy diversas propiedades aquellos que pueden ser ligeros pero tan fuertes como un metal, otros que pueden resistir altas temperaturas otros que no son inflamables, otros duros, resistentes a los disolventes, etc. un ejemplo claro de su aplicación los tenemos en los automóviles modernos, los aviones, los barcos, la ropa y los muebles, los objetos para los deportistas etc. Evidentemente el conocimiento químico básico permite aporta estrategias para la construcción de estos materiales sin ese conocimiento sería imposibles construirlos. En el futuro se construirán materiales cada vez mas perfectos y cada vez más útiles para tareas complicadas recordemos por ejemplo a las fibras ópticas que permitirán que todos los teléfonos las televisiones y las computadoras se conecten en redes gigantescas con una alta calidad. Por ejemplo, para conectarte de esta manera con Europa y E U se requiere únicamente de un pequeño cable tal vez no mayor de un centímetro de diámetro. Los cristales líquidos que permiten que las computadoras y las televisiones sean cada vez mas pequeñas y delgadas, del tamaño de un pequeño directorio telefónico televisiones del tamaño de un reloj pulsera será perfectamente posible en muy poco tiempo. Muy recientemente se ha reportado la construcción de electrodos pequeños de silicio que montados en una especie de cepillo pequeñisimo pueden ser el sustituto de un ojo pues insertados en el cortex visual permiten que por impulsos eléctrico generen imágenes en el cerebro y que personas carentes de la vista pueden ver. Este dispositivo tendría que estar acoplado a una cámara de televisión que estaría en un ojo artificial. El que esto pueda convertirse pronto en un método de visión artificial accesible a los invidentes depende de que tan pequeño y con eficiencia se pueda construir toda la prótesis esto dependerá de la calidad de los materiales que los químicos puedan construir. La química tiene un gran impacto en la calidad de vida de la >Humanidad pues está relacionada con el acceso a las fuentes de energía. Por ejemplo en E U se sabe que alrededor del 90 % de la energía que consume ese país proviene de fuentes químicas. En lo general los países desarrollados prácticamente todos los materiales provienen de procesos químicos industriales. En la química existen áreas de investigación extremadamente útiles es el caso de los catalizadores. Estas son substancias que aceleran las reacciones químicas permitiendo que ocurran con un gran ahorro de energía. En el mundo Biológico esta clases de sustancias son conocidas como encimas, a ellas se debe que los procesos químicos dentro de los organismos de controlen como la combustión que en el exterior hace que la temperatura del objeto que se quema se incremente tanto que nos produzca daño tanto que nos produzca daño si lo tocamos, en cambio la combustión dentro de los seres vivos es controlada y la temperatura nunca se eleva a niveles peligrosos. El desarrollo de los catalizadores es importante por que permite la realización de reacciones selectivas con altos rendimientos y bajos costos y con un gasto de energía muy bajo. A pesar de que se conocen muchos catalizadores para muchos fines es necesario todavía seguir investigando intensamente en esta área pues al obtener procesos mas limpio con menor gasto de energía se tendrá a la vez menor contaminación. La producción de alimento depende de la investigación química que ha permitido desarollar fertilizantes, controlar las plagas con insecticidas, feromonas y sistemas de autodefensa. Además esta investigación ha mejorado el crecimiento de animales y plantas con el uso de hormonas y reguladores de crecimiento. Y ha permitido el reconocimiento químico de los siglos biológicos y de la fotosíntesis, el proceso más importante del planeta para captar la energía solar sin este trabajo de los químicos sería imposible sería imposible alimentar a la población mundial que pasa ya con largueza de los cinco mil millones de habitantes. los químicos se esfuerzan en gigantescos equipos de investigación , por buscar mejores soluciones para incrementar la producción alimentaria con la menor contaminación posible para que esto se logre es necesario que la química siga floreciendo. La investigación en química tiene una incidencia fuerte sobre la salud a travez de varias vías, del entendimiento de los procesos biológicos a nivel molecular del desarrollo de la bioquímica, la fisiología, la farmacología y el diagnóstico clínica en la elaboración de prótesis y de material de curación, en la ingeniería genética y en la investigación y en la elaboración de medicamentos. Es evidente que los medicamentos actuales son todavía bastantes primitivos y que es necesario producir más y mejores substancias que sean mas eficaces y selectivas para el tratamiento de las enfermedades, y que produzcan efectos tóxicos. Recordemos también que existen muchas enfermedades para las cuales no hay todavía fármacos. Entre ellas muchas de las que aquejan a los países subdesarrollados como son la parasitosis las nuevas enfermedades como el SIDA y aún otras mas antiguas como el cáncer. Es por eso que ejércitos de investigadores trabajan en los grandes laboratorios farmacéuticos para producir miles de sustancias nuevas que son probadas para encontrar aquellas con buenos efectos. Conviene mencionar que para encontrar una sustancia útil es necesario construir de dos a diez mil moléculas en promedio. Por lo que a estas alturas del siglo es fundamental continuar con la investigación en el desarrollo de nuevos medicamentos, nuevos materiales de curación nuevos métodos de diagnóstico, etc. LA QUIMICA Y EL MEDIO AMBIENTE Hay una confusión en la identificación de las causas del deterioro ambiental que las personas mal informadas atribuyen a la química, los químicos o las sustancias químicas. Esto es muy grave por que incluso algunos movimiento ecológicos mal informados tienden a distorsionar la opinión pública acerca de estos problema. Sin duda el deterioro ambiental se debe a la sobrepoblación a la necesidad urgente de producir enormes cantidades de alimentos, a el exceso de uso de combustibles orgánicos, a la destrucción de selvas y bosques, a la existencia de industrias mal construidas y mal administradas con tecnologías antiguas pero la causa mas importante del deterioro ambiental , es la inorgánica. Muchas industrias contaminan innecesariamente por que usan sistemas muy primitivos o por ignorancia o por falta de ética. El papel de los químicos en esta situación es de trabajar para mejorar estas condiciones aconsejar correctamente a los industriales y evitar la contaminación. La sustancias químicas extrañas usadas correctamente son benéficas, recordemos a los medicamentos. También recordemos que todo lo que nos rodea son sustancias químicas, nosotros mismos somos un conjunto de sustancias químicas en un medio acuoso, que los alimentos que ingerimos están compuestos de sustancias quimicas, etc. ¿CUAL ES LA SITUACION DE LA QUIMICA EN EL UMBRAL DEL SIGLO XXI? La respuesta es que cada vez más nuestro desarrollo y bienestar dependera de la investigación científica en esta area. De que se preparen en las escuelas y universidades estudiantes con un entrenamiento en ciencias básicas muy completo y moderno de que estos conocimiento los lleven los químicos a la industrias. De que nuestra sociedad entienda los beneficios de una educación de alta calidad, de que la ciencias son importantes para vivir mejor. De que todavía desconocemos nuestro mundo, nuestro universo y las leyes que nos rigen, las posibilidades de creación de nuevos materiales, de la química de la biología. ¿CUAL SERA NUESTRA PERSPECTIVA EN MEXICO EN ESTE CONTEXTO? La respuesta es simple, desde mi punto de vista. Lo mas caro que un país puede pagar es la ignorancia. Gracias a ella perdemos muchas materias primas que somos incapaces de procesar y que parten al extranjero a precios ridículos pero que regresan en formas de objetos y substancias químicas de alto costo, y que nosotros debemos importar por que somos incapaces de procesarlas por nosotros mismos pues carecemos de técnicos o científicos preparados en numero suficiente. Otro costo de la ignorancia es lo que pagamos por instrumentos y equipos sofisticados que es necesario comprar para ser usados en fabricas, en hospitales, en industrias, oficinas, etc . Y a veces se pueden encontrar abundantemente .La única forma para conjugar los malos efectos de la ignorancia es !Mejorar la calidad de la educación¡.