Encontrar a George Whitesides a menudo es complicado incluso para George Whitesides. Así que guarda un sobre en el bolsillo de su chaqueta. "En realidad, no sé dónde estoy en general hasta que lo miro", dice, "y luego me doy cuenta de que estoy en Terre Haute, y luego la pregunta realmente es, '¿Qué sigue?'". reciente, el sobre reveló que estaba en Boston, Abu Dhabi, Mumbai, Delhi, Basilea, Ginebra, Boston, Copenhague, Boston, Seattle, Boston, Los Ángeles y Boston.
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La razón por la que Boston aparece con tanta frecuencia, aunque no tan a menudo como lo prefiere su esposa, es que Whitesides es profesor de química en la Universidad de Harvard, y Boston Logan es su aeropuerto de origen. La razón de todas las demás ciudades es que las contribuciones de Whitesides a la ciencia abarcan biología, ingeniería, fisiología, ciencia de materiales, física y, especialmente en estos días, nanotecnología. Otros científicos, líderes gubernamentales, inventores e inversores de todo el mundo quieren saber de él.
Los inventos e ideas de Whitesides han generado más de una docena de compañías, incluido el gigante farmacéutico Genzyme. Ningún laboratorio de Harvard se acerca al número de patentes adjuntas a su nombre: "aproximadamente 90", dice. La cita "GM Whitesides" aparece con más frecuencia en artículos académicos que la de casi cualquier otro químico en la historia.
Así que Whitesides es algo así como el Bono de la ciencia, aunque más alto, más nervioso y a los 70 años, menos hirsuto. La gorra de un pescador escocés casi siempre cubre su cabeza, incluso frente a una audiencia. Tiene una voz profunda, con pocos indicios de su Kentucky natal. Últimamente esa voz ha estado presentando al público un nuevo proyecto de nanotecnología destinado a salvar vidas en el mundo en desarrollo. "¿Cuál es el material más barato posible con el que podrías hacer un sistema de diagnóstico?", Pregunta. "Papel."
En un pedazo de papel no más grueso o ancho que un sello de correos, Whitesides ha construido un laboratorio médico.
Un día, el invierno pasado, Whitesides se despertó en su propia cama. A las 9 am ya estaba en su oficina justo al lado de Harvard Yard. Llevaba su atuendo típico: un traje a rayas, camisa blanca, sin corbata. Puso su gorra de pescador en una mesa de conferencias frente a una estantería que contenía The Cell, Materiales microelectrónicos, Química física, Química orgánica avanzada y Citas familiares de Bartlett .
Un texto que no estaba en el estante era No Small Matter: Science on the Nanoscale, un libro de mesa de café recientemente publicado por Whitesides y el fotógrafo científico Felice C. Frankel. Se trata de cosas verdaderamente exóticas que parecen ser muy grandes pero que son excepcionalmente, absurdamente, asombrosamente pequeñas: nanotubos, puntos cuánticos, máquinas de autoensamblaje.
La nanotecnología es, simplemente definida, la ciencia de las estructuras que miden entre 1 nanómetro, o billonésima parte de un metro, y 100 nanómetros. (El prefijo "nano" proviene de la palabra griega para enano.) Sin embargo, para la mayoría de las personas, esa definición no es tan simple. Tratar de comprender los nanómetros puede inducir rápidamente a los ojos cruzados. La hoja de papel en la que se imprimen estas palabras tiene un grosor de 100, 000 nanómetros: el diámetro de un cabello humano, aproximadamente el objeto más pequeño que una persona puede ver sin ayuda. Una bacteria que se encuentra encima de este papel tiene aproximadamente 1, 000 nanómetros de diámetro, microscópica. Ver algo de solo un nanómetro de tamaño era imposible hasta 1981, cuando dos físicos de IBM inventaron el primer microscopio de túnel de exploración. Los microscopios convencionales usan lentes para ampliar cualquier cosa que esté en la línea de visión. Pero los microscopios de túnel de exploración funcionan más como una persona que lee Braille, moviéndose a través de la superficie de las estructuras usando un pequeño lápiz. Los físicos, que ganaron el Premio Nobel apenas cinco años después, construyeron un lápiz con una punta de solo un átomo de diámetro (menos de un nanómetro). A medida que se mueve, el lápiz detecta la estructura del material al registrar la retroalimentación eléctrica, y luego el microscopio traduce las grabaciones en imágenes.
Ahora que finalmente se podían ver cosas realmente pequeñas, hasta átomos individuales, Whitesides y otros químicos se interesaron mucho en los materiales a nanoescala. Y lo que aprendieron los sorprendió. Resulta que los materiales tan pequeños tienen propiedades inesperadas: no teníamos ni idea hasta que pudimos verlos de cerca. Las moléculas con diferentes superficies (superficies que generalmente no se combinan bien, si es que lo hacen) pueden unirse repentinamente. El vidrio, normalmente un aislante de corrientes eléctricas, puede conducir electricidad. Los materiales que no pueden transportar cargas eléctricas de repente se convierten en semiconductores. El metal dorado, en partículas suficientemente pequeñas, puede aparecer rojo o azul.
"Una de las fascinaciones de las cosas pequeñas es que resultan ser tan extrañas, a pesar de las similitudes superficiales en forma o función con parientes más grandes y más familiares", escribe Whitesides en su libro. "Descubrir estas diferencias a la escala más pequeña es maravillosamente fascinante, y usarlas puede cambiar (y ha cambiado) el mundo".
Los científicos han creado nanotubos de carbono, cilindros huecos de dos nanómetros o menos de diámetro, que resultan ser el material más fuerte del mundo, 100 veces más fuerte que el acero con una sexta parte del peso. Han creado nanopartículas de menos de 100 nanómetros de ancho y útiles para imágenes biomédicas muy precisas. Los científicos también han fabricado nanocables: hilos de silicio de 10 a 100 nanómetros de ancho y capaces de convertir el calor en electricidad. Los fabricantes de electrónicos dicen que los nanocables podrían aprovechar el calor residual de las computadoras, motores de automóviles y plantas de energía.
Ya, más de 1, 000 productos de consumo utilizan alguna forma de nanotecnología (aunque un informe de 2008 de la Academia Nacional de Ciencias instó a un mejor monitoreo de los riesgos potenciales para la salud y el medio ambiente de la nanotecnología). Los productos incluyen marcos de bicicleta más fuertes y livianos, tratamientos de tela que desvían líquidos, protectores solares que repelen mejor la luz solar, tarjetas de memoria para computadoras y recubrimientos resistentes a la niebla para lentes de anteojos.
Los científicos están desarrollando nanopartículas que pueden administrar la cantidad justa de medicamento para matar un tumor pero nada más a su alrededor. Otras nanopartículas pueden detectar la contaminación por mercurio en el agua; un día las partículas pueden usarse en filtros para eliminar el metal tóxico.
Las grandes cosas que cambian la vida hechas de pequeñas cosas todavía están por delante. Cosas como baterías que pueden durar meses y alimentar autos eléctricos, hechos de nanocables construidos por virus: Angela Belcher, del MIT, está trabajando en eso, y el presidente Obama está tan entusiasmado con la tecnología que se reunió con ella. (Ver "Ingenieros invisibles".) Un laboratorio de Hewlett-Packard, dirigido por el visionario de nanotecnología Stan Williams, acaba de anunciar una asociación con Shell para desarrollar dispositivos ultrasensibles para detectar petróleo; en principio, pueden registrar cambios a nanoescala en la tierra causados por movimientos en campos petroleros. Williams llama al producto un "sistema nervioso central para la tierra".
La posibilidad de que el mundo cambie fundamentalmente debido a la nanotecnología es aún más soñadora que real, pero para los expertos las posibilidades parecen casi infinitas. Los científicos han creado nanoestructuras que pueden autoensamblarse, lo que significa que pueden formarse en objetos más grandes con poca o ninguna dirección externa. Algún día, estos diminutos objetos podrían, en teoría, convertirse en una máquina que produzca más nanopartículas. IBM ya utiliza técnicas de autoensamblaje para producir aislamiento en chips de computadora. Un centro en el MIT llamado Instituto de Nanotecnologías para Soldados está trabajando en una armadura de batalla indestructible que puede reaccionar a las armas químicas.
"Dondequiera que mires", dice Whitesides, "ves piezas, y todas apuntan en diferentes direcciones".
Whitesides no sabe exactamente cómo llegó aquí. Aquí siendo Harvard, este laboratorio, esta vida. Al crecer en un pequeño pueblo de Kentucky, hijo de un ama de casa y un ingeniero químico, se quedó en la escuela. Un día, un maestro llamó a sus padres y dijo que le gustaría hablar con ellos sobre su hijo. Sus corazones se hundieron. "'¿Qué ha hecho el pequeño bastardo ahora?'" Whitesides recuerda la reacción de sus padres.
La maestra dijo: “Tienes que sacar a tu hijo de aquí. He arreglado que vaya a Andover.
"Nunca había oído hablar de Andover", dice Whitesides ahora sobre la escuela preparatoria de élite de Massachusetts. “Ni siquiera sabía lo que era. No sabía dónde estaba Nueva Inglaterra.
Y luego, de alguna manera, terminó asistiendo a Harvard. “Ni siquiera recuerdo haber aplicado aquí. Acabo de recibir una carta en algún momento admitiéndome. Así que supongo que vine aquí por accidente.
Luego realizó trabajos de posgrado en el Instituto de Tecnología de California. En la sección de agradecimientos de su tesis doctoral, agradeció a su asesor, John D. Roberts, por "su dirección paciente e indirecta". La mayoría de los estudiantes de posgrado valoran la dirección de un mentor, dice Whitesides. “En mi caso, él no me dirigió en absoluto. No creo haberlo visto en los años que estuve allí, pero tuvimos una buena relación ".
Whitesides enseñó en el MIT durante casi 20 años antes de llegar en 1982 a Harvard, donde es una rareza. Es un capitalista practicante, para empezar. Eso lo enfoca en aplicaciones del mundo real, algo que no todos sus colegas admiran, según Mara Prentiss, profesora de física de Harvard que imparte un curso de nanotecnología con él. "George es muy admirado por muchas personas, pero no todos aprecian su estilo", dice ella. A Whitesides no parece importarle. "Supongo que está ahí afuera", dice sobre cualquier animosidad. Pero tiene muy poco tiempo para aquellos que piensan que aparecer en CNN o iniciar compañías es una farsa. Él dice que pueden "simplemente tomar una aguja de tejer y ponerla aquí", señala su nariz, "y empujarla".
Tom Tritton, presidente de la Chemical Heritage Foundation, una organización de historia y educación en Filadelfia, dice que si le pide a alguien en el campo que enumere los tres químicos más importantes del mundo, Whitesides hará cada lista. "La amplitud de su intelecto es asombrosa", dice Tritton. Después de recibir el premio más alto de la fundación, la Medalla de Oro Othmer, Whitesides pasó el día con estudiantes de secundaria en la ciudad. Tritton dice que un estudiante ofreció más tarde esta observación: "Puede que sea un científico, pero es realmente genial".
En el corazón de casi todo lo que hace Whitesides hay una contradicción: trabaja en campos complejos de física, química, biología e ingeniería, utilizando herramientas complejas (no muchas personas han usado un microscopio de fuerza atómica) y, sin embargo, está obsesionado con la simplicidad. Pídale un ejemplo de simplicidad, y él dirá "Google". No quiere decir que deba buscar en Google la palabra "simplicidad". Se refiere a la página de inicio de Google, el rectángulo libre en el campo blanco en el que millones de personas escriba palabras para buscar información en Internet. Whitesides está hipnotizado por este cuadro.
"¿Pero cómo funciona eso?", Dice. Hace una pausa, respirando. Se inclina hacia adelante en su silla. Sus ojos se agrandan. Su frente se levanta, y con ella sus lentes muy grandes. Este es George Whitesides emocionado.
"Comienzas con binario, y el binario es la forma más simple de aritmética", dice sobre el sistema de unos y ceros que se usan para programar computadoras. Luego se lanza a una visita guiada histórica improvisada de interruptores, transistores y circuitos integrados antes de regresar, finalmente, a Google, "que toma una idea de tal complejidad increíble, para organizar toda la información de la humanidad, y la pone en esta pequeña cosa, en una caja."
La idea detrás de Google, que combina grandes cantidades de conocimiento en un pequeño paquete elegante, es también la idea detrás de lo que Whitesides ahora tiene en su mano, un llamado laboratorio en un chip no más grande que un sello postal, que está diseñado diagnosticar una variedad de dolencias con casi la precisión de un laboratorio clínico moderno.
Está destinado a trabajadores de la salud en partes remotas de países en desarrollo. Colocarán una gota de sangre u orina del paciente en el sello; Si la dolencia es una de las 16 o más para que el sello pueda reconocer, cambiará de color según la aflicción. Luego, el trabajador de la salud, o incluso el paciente, pueden tomar una foto del sello con un teléfono celular. La imagen se puede enviar a un médico o laboratorio; algún día, un programa de computadora podría permitir que el teléfono celular mismo haga un diagnóstico tentativo.
"Para tratar la enfermedad, primero debes saber lo que estás tratando, eso es diagnóstico, y luego tienes que hacer algo", dice Whitesides en un discurso estándar que da sobre la tecnología. “Entonces, el programa en el que estamos involucrados es algo que llamamos diagnósticos para todos, o diagnósticos de costo cero. ¿Cómo proporciona información médicamente relevante al costo más cercano posible a cero? ¿Cómo lo haces?"
Empiezas con papel, dice. Es barato Es absorbente. Se colorea fácilmente. Para convertir el papel en una herramienta de diagnóstico, Whitesides lo ejecuta a través de una impresora de cera. La impresora derrite cera sobre el papel para crear canales con moléculas de tamaño nanométrico en los extremos. Estas moléculas reaccionan con sustancias en los fluidos corporales. El fluido "se distribuye en estos diversos pozos u orificios y cambia de color", explica Whitesides. Piensa en la prueba de embarazo. Un sello que se vuelve azul en una esquina, por ejemplo, puede revelar un diagnóstico; un patrón de otros colores diagnosticaría a otro. El costo de producir sellos de diagnóstico es de 10 centavos cada uno, y Whitesides espera hacerlos aún más baratos. Casi cualquier teléfono celular avanzado con cámara podría programarse para procesar una imagen del sello.
"Whitesides está haciendo este brillante trabajo literalmente usando papel", dijo Bill Gates hace dos años. "Y, ya sabes, es tan barato y tan simple, que en realidad podría salir y ayudar a los pacientes de esta manera profunda". Barato y simple: el plan de Whitesides exactamente. Formó un grupo sin fines de lucro, Diagnostics for All, para llevar la tecnología a los países en desarrollo. La Fundación Bill y Melinda Gates está invirtiendo en la tecnología para medir la función hepática, una prueba necesaria para garantizar que los medicamentos potentes contra el SIDA y la tuberculosis no dañen uno de los órganos más importantes del cuerpo. En este momento, probar la función hepática en partes aisladas del mundo generalmente es demasiado costoso o demasiado difícil desde el punto de vista logístico, o ambos. El sello de Whitesides también se está desarrollando para identificar la causa de las fiebres de origen desconocido e identificar infecciones. Se está probando un prototipo del sello de la función hepática en el laboratorio, y los primeros resultados, dice Whitesides, son más que prometedores. El chip comenzará a someterse a pruebas de campo a finales de este año.
Paseando por un escenario en Boston, un evento raro para hablar en casa, Whitesides, con su gorra de pescador, expone su visión de cómo se usará la invención, a veces en lugares sin ley: “Mi opinión sobre el trabajador de la salud del futuro no es un médico, pero un joven de 18 años, por lo demás desempleado, que tiene dos cosas. Tiene una mochila llena de estas pruebas, y una lanceta para tomar ocasionalmente una muestra de sangre, y un AK-47. Y estas son las cosas que lo ayudan a pasar el día ".
Es una solución simple para una situación complicada, en un lugar lejos de Harvard, pero trabajar en el sello del laboratorio es exactamente donde Whitesides quiere estar. "Lo que quiero hacer es resolver problemas", dice, de vuelta en su laboratorio, sosteniendo su laboratorio en un chip. “Y si nano es la forma correcta de resolver el problema, lo usaré. Si algo más es la forma correcta, lo usaré. No soy un fanático de la nanotecnología. En realidad, no soy un fanático de nada ”. Excepto, es decir, por dar sentido a cosas que nadie puede ver. Su trabajo podría llevar la increíblemente pequeña arquitectura de la nanotecnología a la arquitectura de la vida cotidiana.
Michael Rosenwald escribió sobre la búsqueda de nuevos virus de influenza para la edición de enero de 2006 de Smithsonian .
A escalas muy pequeñas, los materiales más comunes "resultan ser tan extraños", dice George Whitesides, sosteniendo un prototipo de un chip de diagnóstico. (Fotos de Paula Lerner / Aurora) 
Frondas de polímeros de unos pocos miles de nanómetros de largo envuelven esferas de polímeros aún más pequeñas. (Felice C. Frankel) 
Los nanotubos de carbono, que se muestran en un modelo generado por computadora, son los materiales más fuertes y rígidos jamás creados, a pesar de que los átomos de carbono de los tubos se mantienen unidos por el tipo de enlaces químicos que se encuentran en el lápiz de plomo. (Felice C. Frankel) 
Extrañas estructuras a nanoescala llamadas "puntos cuánticos" emiten luces de colores y no se desvanecen. Aquí se muestran puntos cuánticos que tiñen las estructuras en las células. (Felice C. Frankel) 
Simple y barato es lo que Whitesides quiere que sean sus inventos de nanotecnología. Este laboratorio en un sello de papel se puede usar para evaluar la función hepática. (Fotos de Paula Lerner / Aurora) 
A pesar del aparente caos en su laboratorio, "estamos acostumbrados a hacer estructuras con precisión a escala nanométrica y a saber dónde está cada átomo", dice Whitesides, que se muestra aquí junto al científico de desarrollo de productos Patrick Beattie. "Eso es lo que hacemos para vivir". (Fotos de Paula Lerner / Aurora)
