Discurso de Presentación del Profesor José Luis Arias

22 de Julio de 2015

Por el profesor Fernando Lund

José Luis Arias simboliza, en mi opinión, la complejidad y evolución de la ciencia contemporánea. Su entrenamiento básico fue en medicina veterinaria y su trabajo actual es un complejo entramado de biología, química y física con ramificaciones que incluyen la geología, la arqueología y la medicina. No será mucho tanta palabra?

No. Hace algunos días estaba revisando la bibliografía de una propuesta de investigación, de física, en torno a las propiedades de los vidrios, o materiales amorfos. ¡Y me encuentro con un artículo de José Luis! Para compartir mi sorpresa con ustedes, necesito darles un poco de contexto. Los vidrios nos acompañan desde los egipcios. Son bellos y útiles. Los vitrales de las catedrales, las lámparas de Murano, los utensilios de cocina, las cubiertas de los smartphones y las lentes de los telescopios y microscopios. Son duros y, al menos algunos, transparentes. Son malos conductores del calor. Se pueden moldear.

El vidrio de las ventanas es muy común. Está formado por silicio y oxigeno. Hay dos átomos de oxigeno por cada uno de silicio. Ambos elementos son muy comunes: en la arena y la atmósfera. El cuarzo, menos cotidiano que el vidrio, también es bastante conocido. Son dos nombres diferentes. Pero su composición es la misma! Silicio y Oxígeno, en una proporción de dos a uno. Qué los distingue entonces? Lo que los distingue es la forma como están arreglados los átomos unos con otros. En el caso del cuarzo están ordenaditos, como un embaldosado, y en el vidrio de las ventanas, no; están desordenados.

Ahora bien, en el caso del cuarzo y otros materiales cuyos átomos se ordenan como un embaldosado, hay una herramienta matemática, llamada los grupos de simetría, que ha permitido, a lo largo del siglo XX, comprender y sistematizar las propiedades de estos materiales, los llamados cristalinos para diferenciarlos de los vidrios, que los llamamos amorfos. Con la ayuda de los grupos de simetría, es posible comprender por qué el cobre es buen conductor eléctrico pero el cuarzo no, por ejemplo. Y ha permitido el desarrollo de la industria de los semiconductores, que a su vez ha llevado al desarrollo actual de la tecnologías de la información y de las comunicaciones.

En el caso de los amorfos, no existe una herramienta similar. No es posible, por ejemplo, cuantificar las cosas de modo de decir, con precisión, acaso algo está más o menos desordenado que otra cosa. Y esto transforma al tema en algo de mucha actualidad.

Para volver a José Luis. Así como el óxido de silicio puede existir ordenado o desordenado, y sus propiedades son distintas en cada caso, muchos otros materiales pueden existir de estas dos maneras. Uno de ellos es el carbonato de calcio, que es el fundamento de la cascara de huevo, de las estalactitas y estalagmitas, y de los cálculos renales y hepáticos. José Luis ha sido un pionero en develar los misterios del crecimiento de estos materiales, a primera vista tan distintos, o de relevancia tan diversa, encontrando lo que tienen en común.

José Luis ha desarrollado un laboratorio activísimo, donde se han formado varias generaciones de investigadores, académicos y profesionales. Es un referente mundial en el campo de la biomineralización y los materiales bio-relacionados. Es un gran placer darle la bienvenida a la Academia Chilena de Ciencias.

El 27 de julio de 2015, se comunicó en Sesión Pública la incorporación del Profesor José Luis Arias Bautista como Miembro Correspondiente de esta prestigiosa Instituto. El discurso de presentación estuvo a cargo del académico Fernando Lund.

El destacado médico veterinario y Profesor Titular de la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la Universidad de Chile, el doctor José Luis Arias, fue nombrado Miembro Correspondiente de la Academia Chilena de Ciencias el pasado 22 de julio del año en curso.

El académico y Miembro de Número Fernando Lund señaló que el nuevo integrante simboliza la complejidad y la evolución de la ciencia contemporánea. Su entrenamiento básico fue en ciencias veterinarias y su trabajo actual es un complejo entramado de biología, química y física, así como geología, arqueología y medicina. Puntualizó que el Dr. Arias es un referente mundial en el campo de la biomineralización y de los materiales biorelacionados y, que en su laboratorio se han formado varias generaciones de investigadores, académicos y profesionales.

El Profesor Arias tituló su charla de incorporación “Biomineralización: De la biología a la Ciencia de los Materiales”. En ella explicó las investigaciones que ha desarrollado en sus 30 años de ejercicio profesional, así como su tránsito entre la biología y la ciencia de los materiales. El vuelco en su carrera guardó relación con una interrogante que se planteó a propósito de las estructuras mineralizadas como huesos, dientes, conchas que producen los seres vivos y de qué manera estos procesos pueden servir de inspiración a la ingeniería para generar nuevos materiales.

Para ello, estudió un modelo sencillo de cerámica biológica que se produce rápidamente en la Tierra: la cáscara de huevo. En su exposición, el investigador Arias Bautista señaló que cuando se estudian nuevos materiales se piensa en las propiedades deseadas, a fin de fabricarlos con un propósito.

“Patentamos en Estados Unidos y en Chile una manera de producir un polímero con cáscara de huevo y polipropileno”, señaló el académico. La dureza, la transparencia, la brillantez del polipropileno varía de acuerdo con el material inorgánico con el que está mezclado y con sus proporciones. Tradicionalmente, la fabricación de sillas, botellas, la parte interna de un refrigerador o el parachoque de un automóvil incluye carbonato de calcio o talco, que proviene de las minas. “Como la cáscara de huevo es carbonato de calcio, obtuvimos un material compósito, con importantes propiedades, mejor que el zinc de las minas y, con un valor adicional porque usamos un producto que contamina y que van a parar a los vertederos industriales. Por un lado, ayudamos al medio ambiente y, por otro, generamos un producto noble”.

Al concluir su charla de incorporación, el Dr. Arias planteó la diferencia entre el trabajo de un escultor que hace cerámica con la biología. El artesano parte con un bloque y, de arriba hacia abajo lo esculpe hasta transformarlo en una pieza de arte. Este trabajo se asemeja a la ingeniería; mientras que la biología opera a la inversa, es decir, a partir de materiales amorfos, iones y moléculas en solución, fabrica de abajo hacia arriba la pieza.

La química de los materiales bioinspirados está en sus inicios; sin embargo, no cabe duda de que el estudio de las estructuras inorgánicas de los organismos vivos continuará extendiendo la visión e imaginación acerca de lo que es posible fabricar en laboratorio para desarrollar nuevos materiales con propiedades deseados.