Los premiosNobel 2010

FÍSICA

Grafeno: nueva física en la punta de un lápizGonzalo UsajCentro Atómico Bariloche

El premio Nobel de física de este año fue otorgado a Andre Geim (nacido en Rusia, ciudadano holandés, cin-cuenta y un años) y Konstantin Novoselov (nacido en Ru-sia, ciudadano ruso y británico, treinta y seis años), por la realización de experimentos innovadores para estudiar las propiedades electrónicas de un novedoso material bi-dimensional llamado grafeno, aislado por primera vez por ellos en 2004. Ese año Novoselov, uno de los Nobel más jóvenes de la historia, realizaba estudios posdoctorales en la Universidad de Manchester bajo la dirección de Geim, quien también había dirigido su tesis doctoral unos años antes en la Universidad de Radboud, en Nijmegen, Ho-landa. Actualmente ambos son profesores en Manchester.

Además de ser relevantes por sí mismos, sus experi-mentos dieron el puntapié inicial para una enorme ac-tividad en el campo de la física del estado sólido o, más precisamente, la física que estudia el comportamiento de la naturaleza en escala muy pequeña o nanoescala, a la que también se suele llamar nanociencia. (Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro, unidad usada en nanociencia, ya que las distancias típicas entre átomos son una fracción de nanómetro.) El interés por la física del grafeno no solo se debe a los nuevos fenómenos que se observan en ese material sino, también, a su enorme potencial para constituir dispositivos electrónicos y dar lugar a nuevas, o mejores, aplicaciones tecnológicas.

¿Qué es el grafeno? Dicho en dos palabras, es un ma-terial constituido por una red hexagonal plana de áto-mos de carbono, separados entre ellos por una décima de nanómetro.

El carbono es uno de los elementos más abundantes en la naturaleza. Si bien es un componente esencial de todos los seres vivos, sus formas puras más conocidas son el diamante y el grafito (también se pre-senta en otras formas, como los denominados nanotubos y fullerenos). La única diferencia entre esas formas de car-bono es la disposición de los átomos en las redes que forman. Sin embargo, esa diferencia es crucial para de-terminar sus propiedades físicas, porque da lugar a varia-ciones sustanciales en los enlaces electrónicos entre los propios átomos y, aun más importante, a una diferencia en la dimensionalidad efectiva del sistema. Por ejemplo, el diamante es duro y transparente a la luz visible, mien-tras que el grafito es blando y oscuro, una de las razones por la que lo utilizamos en lápices.

Si miramos en detalle la estructura cristalina del grafito, encontramos que consiste en capas super-puestas de átomos de carbono ubicados en vértices de hexágonos, como en un panal de abejas. El enla-ce entre los átomos de cada capa es muy fuerte, pero entre los átomos de diferentes capas es muy débil. Es precisamente por esa debilidad que, cuando pasamos un lápiz sobre papel, dejamos las trazas de grafito que constituyen la escritura. Fue esa misma debilidad del acoplamiento entre capas atómicas lo que permitió a

Andre Geim Konstantin Novoselov

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Geim y Novoselov aislar una sola de ellas. Esa única capa es lo que llamamos grafeno.

El método que desarrollaron consistió en utilizar una cinta adhesiva para despegar fragmentos de grafito de un cristal de ese material. Por la reiteración sucesi-va del procedimiento con los fragmentos despegados, lograron obtener algunos muy delgados, que traspasa-

ron a un material de soporte pegándole la cinta que los tenía adheridos. Luego, miraron esos fragmentos por un microscopio óptico y encontraron que los había de un solo átomo de espesor; es decir, habían aislado el grafeno. Hoy en día se han perfecciona-do distintas técnicas de fabricación que permiten obtener láminas de grafeno con tamaños del orden

de las decenas de centímetros.Si bien con sus experimentos no descubrieron un

nuevo material, pues algunas propiedades electrónicas del grafeno habían sido establecidas muchos años antes en trabajos teóricos e, incluso, se habían obtenido mues-tras en soluciones, fue la primera vez que alguien logró aislarlo, a pesar de que ciertas consideraciones teóricas sobre su estabilidad mecánica hacían presumir que no era posible hacerlo.

El gran interés por el grafeno reside en que tanto sus propiedades electrónicas como mecánicas son muy particulares, y la conjunción de ambas hace que resulte un material extraordinario. Por ejemplo, (i) se trata del conductor eléctrico más delgado que se pueda conce-bir, ya que tiene un átomo de espesor, por lo que se comporta como un material bidimensional; (ii) a tem-peratura ambiente conduce electricidad tan bien como el cobre, actualmente el mejor conductor; (iii) es uno de los materiales más resistentes que se conocen, gra-cias a la fortaleza del enlace entre los átomos de car-bono, el mismo tipo de enlace que otorga su dureza al diamante; (iv) es un excelente conductor térmico; (v) permitió fabricar el transistor más veloz conocido; (vi) puede ser utilizado como sensor de distintos tipos de moléculas que se depositan sobre su superficie; (vii) es transparente a la luz visible, a pesar de ser metálico. Esto último, unido a su resistencia mecánica y su fle-xibilidad, lo hace un excelente material para pantallas táctiles, las que probablemente sean la primera aplica-ción de mercado del grafeno.

Más allá de sus virtudes tecnológicas, el grafeno brin-da la oportunidad de estudiar nuevos fenómenos físicos, algunos de los cuales fueron observados por primera vez en los experimentos de Geim y Novoselov. La razón de esta nueva física radica en la forma en que se comportan los electrones en el grafeno. En un material conductor, en primera aproximación, podemos pensar que los electro-nes se comportan como si fueran partículas libres dentro de una caja. Las leyes de la mecánica cuántica establecen que estos electrones no pueden tener cualquier velocidad o energía sino determinados valores bien definidos, que

se ordenan por niveles o estados, y que dichos estados solo pueden contener un electrón. Esto hace que en un metal haya una jerarquía en la ocupación de los niveles de energía. Por lo tanto, si uno quiere estudiar lo que sucede cuando aplica un voltaje o un campo magnético o cambia la temperatura, lo único relevante es ver qué sucede con los electrones que ocupan los niveles más altos de energía, ya que son los únicos que pueden ser excitados, o alterados, por ser los únicos que tienen es-tados libres disponibles por encima de ellos. El valor de la energía del último nivel ocupado se denomina energía de Fermi. En consecuencia, lo único que interesa para poder describir el transporte en un metal es conocer la manera en que se comportan estos electrones en el nivel de Fermi. En los metales ordinarios o en los semicon-ductores más comunes (material que se utiliza para la fabricación de la electrónica actual), los portadores se comportan de manera efectiva como si fueran una partí-cula libre con una masa efectiva.

En el grafeno, en cambio, el comportamiento efec-tivo de los electrones no tiene analogía en la mecánica clásica (formalmente, los electrones se describen como si fueran partículas sin masa). Es esta dinámica rara lo que hace que los electrones en grafeno se comporten de manera inusual, dando lugar a nuevos fenómenos como: (i) una fuerte reducción de la resistencia eléctrica por la reducción de la posibilidad de que los electrones coli-sionen con defectos de la lámina de grafeno; (ii) la apa-rición de efectos anómalos cuando se aplica un campo magnético perpendicular al grafeno (es el llamado efecto Hall cuántico, por el que se otorgó el premio Nobel de física de 1985); y (iii) la refracción anómala de los elec-trones cuando pasan por distintas regiones del grafeno (análogo a lo que sucede con los rayos de luz cuando atraviesan medios diferentes), por mencionar algunos. Un aspecto único del grafeno, que probablemente reci-birá gran atención en el futuro, es la interrelación entre sus propiedades mecánicas y electrónicas, pues la modi-ficación de las primeras permite alterar las segundas.

La verificación experimental del comportamiento anómalo de los electrones de grafeno, y el descubri-miento de varios efectos novedosos que aparecen en ese material, fueron la razón del galardón recibido por Geim y Novoselov.

Gonzalo Usaj

Doctor en física, FAMAF, Universidad Nacional de Córdoba.

Investigador independiente del Conicet.

Jefe de trabajos prácticos, Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo.

usaj@cab.cnea.gov.ar

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CIENCIA EN EL MUNDO

MEDICINA

Fecundación in vitro

Roberto CocoInstituto Fecunditas

El premio Nobel de medicina o fisiología correspon-dió este año al biólogo Robert G Edwards por haber lo-grado resultados exitosos en la fecundación in vitro de seres humanos. El procedimiento, en cuya puesta a pun-to también participó el ginecólogo Patrick Steptoe, fa-llecido en 1990, constituye un avance médico científico que cambió en forma fundamental el tratamiento de la infertilidad.

El galardonado, que hizo buena parte de su trabajo en la Universidad de Cambridge, fue el primero en demostrar que los óvulos humanos pueden ser fecundados y desa-rrollarse en un medio ajeno al aparato reproductivo feme-nino hasta alcanzar el estadio de un centenar de células, conocido como blastocisto. Sus esfuerzos culminaron hace más de treinta años, en julio de 1978, con el nacimiento de Louise Joy Brown, el primer ser humano concebido en el laboratorio por fecundación in vitro. Este acontecimiento dio lugar a tal avance de la tecnología de la reproducción humana, que a la fecha estimativamente más de cuatro mi-llones de bebés nacieron gracias a su aplicación.

La infertilidad, hoy considerada una enfermedad por la Organización Mundial de la Salud, afecta a un 10% de las parejas. La fecundación en un recipiente de vidrio, por eso llamada in vitro, fue inicialmente pensada para los ca-sos de mujeres con obstrucción o ausencia de trompas de Falopio y varones con mala calidad espermática. Con el tiempo se extendió a otras causas de infertilidad, al punto que en estos momentos constituye el método más eficaz para conseguir el embarazo en situaciones de fracaso de los tratamientos médico quirúrgicos convencionales. Pero el recorrido necesario para llegar a ese punto no fue simple.

Las primeras experiencias de fecundación artificial se hicieron en el siglo XIX con erizos de mar, en los que el proceso natural ocurre fuera del cuerpo. En mamí-feros, en cambio, ese proceso ocurre dentro del tracto reproductivo de la hembra, donde los gametos (óvulos u ovocitos los femeninos y espermatozoides los mascu-linos) sufren ciertos cambios antes de que pueda tener lugar. Dichos cambios son conocidos como maduración en el caso de los ovocitos, y capacitación en el de los esperma-tozoides. Ambos son necesarios para que el espermato-zoide pueda fecundar al óvulo.

En la década de 1930, el estadounidense Gregory Pincus (1903-1967), uno de los padres de la píldora an-ticonceptiva, describió las condiciones experimentales

que permitían la maduración in vitro de ovocitos de conejo. Min Chueh Chang (1908-1991), nacido en China y naturaliza-do estadounidense, demostró en 1959 que dichos ovocitos madurados in vitro podían ser fecundados y dar lugar a em-briones viables, los cuales, al ser transferidos a conejas, ori-ginaban descendientes también viables. En ese tiempo, los espermatozoides se incubaban antes de la fecunda-ción en el útero de hembras preñadas, para lograr su capacitación. En 1963 el mismo Chang y Ryuzo Yanagi-machi (nacido en 1928 en Japón y profesor emérito de la Universidad de Hawai) demostraron que espermato-zoides capacitados in vitro podían fecundar a los ovocitos y originar embriones.

Si bien se comenzó a discutir la posibilidad de fecun-dación in vitro de ovocitos humanos a inicios del siglo XX, solo a partir de la década de 1960 tuvieron lugar los avances tecnológicos y los descubrimientos que permi-tieron concretarla. Esos avances, entre otros, fueron el control de la ovulación, la posibilidad de extraer ovocitos de su medio natural para madurarlos en el laboratorio, la activación o capacitación de los espermatozoides tam-bién en el laboratorio, la inseminación de los ovocitos con estos y la transferencia de los embriones logrados por esos procesos al útero de la mujer.

Robert Edwards comenzó sus investigaciones, mien-tras preparaba su doctorado en Edimburgo en 1952, estu-diando alteraciones en los cromosomas de embriones de ratón. Esto le permitió familiarizarse con la fisiología de la reproducción, el desarrollo de los gametos y el proceso de fertilización. Trabajando con el embriólogo argentino Julio Sirlin, que en esa época estaba en Edimburgo, utili-zó ADN y ARN radiactivos para estudiar la formación de los espermatozoides, la fecundación y la constitución de los embriones. Con su futura esposa, Ruth Fowler, logró la superovulación o producción de múltiples óvulos maduros en un ciclo menstrual en ratonas, mediante aplicación de determinadas hormonas. Pequeñas dosis de unas indu-cían el crecimiento de numerosos folículos, y similares dosis de otra 42 horas más tarde producían la ovulación. Con el procedimiento se lograban varias decenas de ovo-citos fecundados e implantaciones múltiples, algo similar a lo que años más tarde se observaría en mujeres anovu-latorias tratadas con esas hormonas.

En 1957 Edwards se mudó de Edimburgo a los Estados Unidos, para trabajar en inmunología y reproducción en el Instituto de Tecnología de California. Allí fortaleció su comprensión de genética, reproducción, control endo-

Robert G Edwards

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crino de la ovulación, inseminación artificial, crecimien-to embrionario en el oviducto y útero, superovulación y sus consecuencias. De California pasó a Londres, al Ins-tituto Nacional de Investigaciones Médicas. Después de investigar dos años en inmunología, su interés volvió a la maduración de los ovocitos y a la fecundación in vitro, y se propuso a encontrar un método que pudiera aliviar la infertilidad humana.

Lo primero que tuvo que resolver era cómo madu-rar a los ovocitos para que se pudiesen fecundar en el laboratorio. De acuerdo con los trabajos de Pincus, se requerían unas pocas horas de cultivo para lograrla. Tra-bajando con ovocitos inmaduros obtenidos de biopsias ováricas, Edwards descubrió que los ovocitos humanos inmaduros requerían 24 horas o más para alcanzar el estadio de maduración óptima para la fecundación.

El próximo desafío fue encontrar condiciones que favorecieran la fecundación in vitro. Capacitó espermato-zoides humanos in vitro en medios de cultivo que los ac-tivaban de manera similar a lo que ocurría in vivo. Así, en 1969 demostró que espermatozoides procesados en de-terminado medio de cultivo podían fecundar a ovocitos madurados in vitro. Sin embargo, no logró que los huevos fecundados crecieran más allá del estadio embrionario de dos células. Él atribuyó esta falla al largo tiempo en que los ovocitos permanecían en el laboratorio para ma-durar. Entonces se le ocurrió probar con ovocitos que habían completado su maduración in vivo, con la hipóte-sis de que serían más adecuados para la fecundación y el desarrollo embrionario posterior.

A fines de la década de 1960, la única posibilidad de colectar ovocitos humanos era acceder al ovario por vía quirúrgica convencional. Edwards se enteró por la pren-sa médica que Patrick Steptoe, un obstetra y ginecólogo que trabajaba en el hospital Oldham, en Cambridge, rea-lizaba un nuevo procedimiento llamado laparoscopía, que permitía tanto observar el tracto reproductivo mediante una fibra óptica, como realizar en él acciones quirúrgi-cas de manera escasamente invasiva. En 1970 Steptoe co-menzó a aspirar folículos ováricos por vía laparoscópica y, algo después, Edwards constató que la fecundación en laboratorio de ovocitos preovulatorios con espermato-zoides capacitados originaban embriones de ocho célu-las, cuyo desarrollo se extendía hasta el estado de blasto-cisto, formado por una centena de células.

En la década de 1970, Edwards y Steptoe comenzaron a transferir embriones fertilizados en el laboratorio al útero materno. Después de docenas de intentos se dieron cuenta de que el tratamiento hormonal usado para indu-cir la maduración de los ovocitos alteraba la implanta-ción de los embriones transferidos. Cambiaron entonces el tratamiento hormonal y, en 1976, lograron el primer embarazo, el cual, infortunadamente, se implantó fuera de la cavidad uterina y debió ser interrumpido.

Ante estas dificultades, decidieron abandonar la esti-

mulación ovárica y depender del ciclo espontáneo, a pesar de que ello significaría tener acceso a un solo ovocito por ciclo. Mediante el control de la concentración de cierta hormona en la orina, podían predecir la maduración del ovocito in vivo y realizar la laparoscopía en el momento adecuado, previo a que ocurriese el estallido del folículo. El 25 de julio de 1978 realizaron el histórico anuncio de que había nacido una niña por un procedimiento exitoso de fertilización in vitro. Habían aspirado el folículo ovárico de su madre, Lesley Brown, el 10 de noviembre de 1977 y el mismo día lo habían inseminado. Al día siguiente pudieron verificar que se había producido la fecundación normal del ovocito aspirado, y dos días después lo trans-firieron al útero materno.

Después de haber nacido Louise, Edwards y Steptoe fundaron la primera clínica de fertilización in vitro, llama-da Bourn Hall, en el mismo hospital de Cambridge. La entidad se convirtió en un centro de investigación en la materia y el sitio modelo de una nueva especialidad mé-dica, la embriología clínica, o un laboratorio terapéutico de fertilización in vitro.

Entre las posibilidades que se abrieron se cuenta la de inyectar un espermatozoide directamente en el cito-plasma del ovocito, técnica conocida mundialmente como ICSI (por intracytoplasmic sperm injection), que permi-tió convertir en padres genéticos a varones con severas limitaciones reproductivas (por ejemplo, la falta de eya-culación de espermatozoides, que se pueden recuperar directamente del testículo). También, el desarrollo en el laboratorio del embrión humano posibilitó la investiga-ción de las células germinales embrionarias, con poten-cial aplicación en el futuro en terapias celulares y medi-cina regenerativa. Otra derivación importantísima fue la realización sencilla de un diagnóstico genético antes de la implantación del embrión en el útero, alternativa de diagnóstico prenatal conocida con la sigla PGD (por pre-implantation genetic diagnosis), importante para parejas con riesgo aumetado para transmitir serias enfermeda-des de origen genético. Con ese diagnóstico se puede asegurar la transferencia de embriones sin la afección y la exclusión de esta de la descendencia.

En sus comienzos, el procedimiento generó muchas dudas, sobre todo acerca de que en el ambiente in vitro se produjeran daños en los gametos o en los primeros estadios embrionarios. El tiempo ha ido despejando la mayoría de esas dudas. Hoy, entre los mencionados cua-tro millones de nacidos fecundados in vitro, se estima que unos cinco mil pasaron por el estudio genético antes del implante del embrión en el útero, pues sus padres ge-néticos tenían riesgo aumentado de tener descendientes afectados. En líneas generales, los niños nacidos por fe-cundación in vitro son tan saludables como los concebidos por vía natural. Se produce entre aquellos, sin embargo, mayor tasa de nacimientos múltiples, debido a la transfe-rencia de varios embriones en lugar de uno. Hoy se está

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CIENCIA EN EL MUNDO

ECONOMÍA

Mercados en los que comprar o vender tiene costosMartín Gonzalez EirasUniversidad de San Andrés

Cualquiera que haya procurado tomar un taxi una tarde de lluvia sabe que las probabilidades de conseguirlo son menores que en un día soleado. Esto no quiere decir que no haya taxis vacíos: solo sucede que hay menos y uno no sabe dónde encontrarlos, por lo que la gente debe invertir más tiempo y esfuerzo para conseguirlos. Lo mismo suce-de con muchos otros bienes o servicios, cuyos mercados no son adecuadamente descriptos por el modelo clásico de oferta y demanda, esencialmente porque la información está dispersa y hay que someterse al trastorno de buscarla. Pensemos en la elección de un colegio para nuestros hijos, de una casa nueva o de un empleo mejor que el que tene-mos. En todos esos casos, encontrar lo que uno busca lleva tiempo y da trabajo; por ende, tiene un costo.

Este año, el premio Banco Real de Suecia en Memo-ria de Alfred Nobel, casi universalmente llamado premio Nobel de economía, distinguió el trabajo de los estadounidenses Peter Diamond, del Massachusetts Institute of Technology; Dale Mortensen, de la Northwestern University en Illinois, y del chipriota Christopher Pis-sarides, de la London School of Economics and Political Science. Versa sobre modelos de búsqueda, particularmente sus aplicaciones al mercado laboral.

En mercados con información dispersa,

en mejores condiciones de elegir el embrión con mayor potencialidad de ser implantado con éxito y de llegar a un buen nacimiento, por lo que la tasa de nacimientos múltiples debería disminuir.

Edwards siempre consideró que la fertilización in vi-tro plantea serias cuestiones éticas. En un artículo clave escrito con el abogado David Sharpe, de la George Was-hington University (Edwards y Sharpe, ‘Social Values and Research in Human Embryology’, Nature, 231:87-91, 14 de mayo de 1971), planteó muchos de los aspectos de la medicina reproductiva que pueden conducir a esas cues-tiones y sostuvo que tanto esa medicina como la inves-tigación en células germinales y embriones deben tener lugar bajo estrictas normas éticas. En concordancia con esto, promovió la constitución de un comité de ética en Bourn Hall. Su persistente atención a los aspectos éti-

Roberto Coco

Doctor en bioquímica, Facultad de Farmacia y

Bioquímica, UBA.

Director científico y del laboratorio de Embriología Clínica y

Reprogenética de Fecunditas, instituto de medicina reproductiva

afiliado a la Facultad de Medicina de la UBA.

robertococo@fecunditas.com.ar

cos de su trabajo no impidieron que fuese duramente criticado en diversos países por sectores de la sociedad imbuidos de visiones estrechamente conservadoras, en especial por determinadas autoridades religiosas.

como los indicados en el primer párrafo, los intercambios entre participantes ocurren en forma bilateral, en vez de te-ner lugar entre ellos y el mercado. Como esos participantes poseen información limitada, en particular sobre dónde encontrar una oportunidad de intercambio provechosa, no pueden realizar transacciones que vacíen el mercado. En el mercado laboral, esto explica que exista desempleo en si-tuaciones de equilibrio y como una característica de estas. Los trabajos de los premiados, además de explicar cómo sucede lo anterior, tienen el mérito adicional de indicar las políticas públicas que pueden mejorar la eficiencia de esos mercados, y hasta dónde se puede llegar con ellas.

En un trabajo pionero de 1971, Diamond demostró que los costos de búsqueda, aun si son relativamente ba-jos, pueden introducir distorsiones considerables en los mercados. Su argumento fue que los costos de búsqueda reducen los incentivos de los consumidores a comparar ofertas; por ello las empresas acaban poniendo a sus pro-ductos un precio que está por encima de los costos de producción. La divergencia entre precios y costos significa que los consumidores pagan por los bienes que compran más que lo que cuesta producirlos, lo que genera inefi-ciencias en la asignación de los recursos.

Peter Diamond Dale Mortensen Christopher Pissarides

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En un trabajo publicado en 1982, el mismo Diamond de-mostró que en una economía con problemas de coordinación en el intercambio de bienes pueden existir múltiples equili-brios, con lo que justificó la aplicación de políticas de demanda para conducir la economía al mejor equilibrio de los posibles.

Mortensen y Pissarides, en forma independiente uno del otro, estudiaron el mercado laboral como la interacción entre trabajadores que buscan trabajo y empresas que procuran cu-brir vacantes. Si hay heterogeneidad tanto entre trabajadores como entre oportunidades de trabajo, un desempleado actuará en forma selectiva a la hora de aceptar una oferta laboral, y lo mismo hará una empresa: será selectiva a la hora de contratar un nuevo trabajador. Más tarde, en un artículo que publicaron juntos en 1994, prestaron atención a la creación y destrucción de empleos, y explicaron cómo tienen lugar los flujos obser-vados de personas entre el empleo y el desempleo, es decir, la entrada y salida de la fuerza laboral. En ese trabajo también estudiaron los efectos de trastornos económicos generales en los incentivos de las empresas a crear o suprimir empleos.

La producción académica de los galardonados sirve para estudiar los efectos de políticas económicas de protección del trabajador y de fomento del empleo, por ejemplo, subsidios al desempleo, salarios mínimos, impuestos al trabajo, subsidios a la creación de puestos de trabajo, etcétera. En general, cual-quier política puede tener virtudes y defectos. Un incremento del salario mínimo tiene la virtud de aumentar los estímulos a buscar trabajo, pero puede reducir la dispersión salarial y así disminuir los incentivos a procurarse mejoras por parte de quienes están empleados, lo mismo que reducir la movilidad laboral y probablemente la productividad. Los subsidios al des-empleo, por su lado, si bien son herramientas necesarias para proteger a las familias que pierden sus ingresos laborales, tam-bién pueden producir efectos adversos, como la disminución del interés por encontrar trabajo. Cuando hay menos trabajado-res buscando empleo, disminuye el incentivo de las empresas a crear vacantes, y esto puede resultar en un incremento del nivel general de desempleo que pone a la economía en equilibrio.

Varios economistas hispanohablantes también contribu-yeron a esta literatura. Mencionemos entre ellos al argenti-no Mariano Tommasi, de la Universidad de San Andrés, que introdujo inflación en una economía similar a la estudiada por Diamond en 1971. En un trabajo publicado en 1994 en-contró que la inflación deprecia la información contenida en los precios y desalienta la búsqueda de ofertas por parte de los consumidores. Esto permite a las empresas aumentar su margen de ganancias, y aumenta la participación de firmas ineficientes en la producción.

En cuanto a la aplicación de modelos de búsqueda al es-tudio del mercado de trabajo, en un artículo de 1997 los ar-gentinos Hugo Hopenhayn, de la Universidad de California en Los Ángeles, y Juan Pablo Nicolini, de la Universidad Torcuato Di Tella, hicieron el ejercicio de modelar matemáticamente el esfuerzo por conseguir empleo realizado por un trabajador desocupado, y cómo este se ve afectado por la existencia de un seguro de desempleo. Concluyeron que, cuando ese esfuerzo no es advertido por la agencia que provee el seguro, lo eficien-

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CIENCIA EN EL MUNDO

qUÍMICA

El multifacético carbonoJuan Bautista RodríguezFacultad de Ciencias Exactas y Naturales, UBA

El estadounidense Richard F Heck (nacido en 1931, de la Universidad de Delaware, donde es profesor emé-rito), Ei-ichi Negishi (nacido en Chi-na en 1935 y ciudadano japonés, de la Universidad de Purdue) y Akira Suzuki (nacido en Japón en 1930, de la Uni-versidad de Hokkaido) fueron distin-guidos con el premio Nobel de quími-ca por sus importantes contribuciones al conocimiento (en palabras de la Real Academia Sueca) de las reacciones de aco-plamiento cruzado catalizadas por paladio en la síntesis orgánica.

Esas reacciones son de suma impor-tancia en la química orgánica de síntesis, es decir, la química de los compuestos que tienen carbono y, más precisamente, la parte de ella que se ocupa se producir o sintetizar moléculas en el laboratorio o la industria. Pero para crear esas molécu-las sintéticas, es necesario lograr unio-nes entre átomos de carbono, algo que la estabilidad de estos dificulta. Ante ese obstáculo, los premiados desarrollaron métodos muy eficientes, confiables y re-producibles para formar nuevas uniones de átomos de carbono con sus semejantes

(técnicamente uniones covalentes de carbono-carbono), que condu-cen a la creación de moléculas sintéticas relevantes no solo para la investigación académica, sino también para propó-sitos farmacológicos, agrarios y de la industria electrónica, entre otros. Esos métodos se basan en las capacidades como catalizador de un metal precioso descubierto alrededor de 1800, con algunas propiedades cercanas a las del platino: el paladio.

Los catalizadores son sustancias que alteran la ve-locidad de determinadas reacciones químicas. Las que emplean paladio en tal carácter pueden llevarse a cabo en presencia de una amplia variedad de grupos funcionales, es decir, átomos con determinadas formas espaciales de conexión que dan a las moléculas que integran propie-dades y maneras de reacción que les son características. Esas reacciones catalizadas por paladio están asociadas con muy buenos rendimientos y mínimas consecuencias para el ambiente, además de tener lugar en condicio-nes muy suaves, o que no requieren temperaturas muy elevadas o muy bajas, ni empleo de medios de reacción ácidos o cáusticos.

La formación de nuevas uniones carbono-carbono es fundamental en el proceso de preparación moléculas sin-téticas. La importancia de disponer de métodos confiables para la formación de esas uniones de carbono queda en evidencia por los varios premios Nobel de química otor-gados en esa área. En efecto, Victor Grignard y Paul Sabatier recibieron el galardón en 1912, por el descubrimiento de ciertos reactivos, especialmente de los compuestos en que existe una unión entre carbono y un metal (o compuestos organometálicos), en el caso particular, magnesio. En 1950, lo obtuvieron Otto Diels y Kurt Alder por una transformación química que lleva sus nombres, la reacción de Diels-Alder, una de las más importantes de la química orgánica para la

te es que sea decreciente en el tiempo, y que un trabajador que consiga empleo deba pagar un impuesto. El chileno Ricardo Caballero, del Massachusetts Institute of Techno-logy, y el italiano Giuseppe Bertola, de la Universidad de Turín, analizaron cómo medidas de protección al empleo afectan la tasa natural de desempleo, y a su evolución sobre el ciclo económico real, en una economía que está sujeta a shocks sectoriales.

Finalmente, el único trabajo de un economista hispa-nohablante mencionado por el comité del premio de la Real Academia Sueca es del argentino Ricardo Lagos, de la Universidad de Nueva York, quien en 2000 resaltó la importancia de tener un fundamento microeconómico de la función de encuentro, la que determina la probabilidad de que un comprador y un vendedor se encuentren en función del número de participantes en ambos lados del mercado. La razón de ello es que, en la realidad, se espe-

ra que los participantes de un mercado se comporten en forma racional cuando realizan su búsqueda, en lugar de chocar en forma aleatoria entre sí, como suponen los mo-delos tradicionales. Para el mercado de taxis y pasajeros que se buscan en la red de calles de una ciudad, Lagos demuestra la existencia de una función de encuentro agregada y cómo se ve afectada por cambios en parámetros, por ejemplo, el número de pasajeros en un día de lluvia.

Martín Gonzalez Eiras

PhD en economía, Massachusetts Institute of Technology.

Profesor adjunto, Universidad de San Andrés.

Investigador asistente del Conicet.

mge@alum.mit.edu

Richard F Heck

Akira Suzuki

Ei-ichi Negishi

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formación de anillos de seis miembros (compuestos cí-clicos que poseen seis átomos de carbono en disposición cíclica). Georg Wittig y Herbert Brown lo recibieron en 1979, el primero por su trabajo sobre compuestos orga-nofosforados, moléculas con una unión química carbo-no-fósforo. Finalmente, en 2005 fueron premiados Yves Chauvin, Robert Grubbs y Richard Schrock por la reacción de metátesis de unos hidrocarburos llamados alquenos. Esta reacción significa cambio de posición de un alqueno cuando reacciona con otro alqueno o consigo mismo. (El término metátesis significa gramaticalmente cambio de lugar de algún sonido en un vocablo.)

La química orgánica en que intervienen metales como catalizadores, particularmente la relacionada con el paladio, ha tenido gran desarrollo. Algunas de sus reac-ciones resultaron tan útiles y tuvieron tanta difusión que poseen nombre propio. Las especies que poseen una unión carbono-paladio se emplean habitualmente en reacciones de acoplamiento de alquenos, alquinos y anillos aromáticos derivados del benceno. La reacción de Heck es el acoplamiento entre un arilo que posee un áto-mo de halógeno, principalmente yodo, con un alqueno en presencia de una base.

Negishi fue responsable de una reacción de acopla-miento de compuestos dotados de una unión carbono-zinc con alquenos que poseen un átomo de halógeno en presencia de catalizadores de níquel o paladio. Suzuki lo fue de una de acoplamiento entre compuestos que poseen una unión carbono-boro y alquenos que posean un átomo de halógeno en su grupo funcional. Esa transformación química lleva su nombre: acoplamiento de Suzuki. Con esa reacción se accede a estructuras relativamente complejas, muy difíciles de obtener por métodos alternativos.

A modo de ejemplo de la importancia práctica del tra-bajo de los premiados, se puede citar que con el tipo de reacción que ellos desarrollaron se realizó la síntesis de un producto natural de importancia farmacológica conocido como discodermólido. A fines de la década de 1980, se colectó en el lecho del Caribe, a más de treinta metros de profun-didad, una esponja llamada Discodermia dissoluta, de la que se aisló el mencionado compuesto, poseedor, al parecer, de una significativa acción antitumoral en los estudios preli-minares de laboratorio. Para confirmar si este compuesto podría llegar a ser un agente anticancerígeno eficaz, se ne-cesitaba disponer de cantidades adecuadas de la sustancia, que permitieran avanzar en los ensayos biológicos y alcan-zar las distintas fases de evaluación clínica. Esas cantidades no se podían obtener del erizo, lo que indica la importan-cia de disponer de un método eficiente para sintetizarlas.

Quienes trabajamos en esta área de la ciencia vemos el premio Nobel otorgado a Heck, Negishi y Suzuki como una distinción muy merecida y un gran estímu-lo para nuestras investigaciones. Nos señalan un camino hacia una más profunda comprensión de la naturaleza y hacia resultados científicos cuyas aplicaciones redunden en mejorar la calidad de vida de la población.

Juan Bautista Rodríguez

Doctor en ciencias químicas, UBA.

Profesor titular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, UBA.

Investigador principal del Conicet.

Director adjunto del Departamento de Química Orgánica, FCEYN, UBA.

jbr@qo.fcen.uba.ar

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CIENCIA EN EL MUNDO

CRÉDITOS FOTOGRÁFICOS: Andre Geim: Sergeom, Wikimedia Commons. Konstantin Novoselov: Universidad de Manchester, Reino Unido. Robert G Edwards: Premio Sheikh Hamdan Bin Rashid Al Maktouma las ciencias médicas. Peter A Diamond: Center for American Progress, Flickr. Dale T Mortensen: Lars Kruse/AU-foto. Christopher A Pissarides: Nigel Stead, London School of Economics and Political Science. Richard F Heck: Universidad de Delaware, EEUU. Ei-ichi Negishi: Universidad de Purdue, EEUU. Akira Suzuki: Universidad de Hokkaido, Japón. Todas descargadas de la página oficial de la fundación Nobel http://nobelprize.org/.