La cristalografía es una tecnología que ha tocado la vida de la mayoría de las personas gracias al papel vital que desempeña en diversas disciplinas científicas
Uno de los muchos fenómenos sorprendentes de la naturaleza es la enorme proliferación de estructuras simétricas que ofrece en todos los ámbitos. Podemos encontrar simetría en manifestaciones astronómicas, en los minerales y en los seres vivos, e incluso en las más simples moléculas. Y la simetría gobierna también el misterioso mundo de los cristales y es el objeto de culto de una materia, la cristalografía
«¿Por qué la sangre es roja y la hierba es verde?», le escribió a un colega el premio Nobel Max Ferdinand Perutz.
«¿Por qué el diamante es duro y la cera es suave?, ¿por qué el grafito escribe en papel y la seda es tan fuerte?, ¿por qué fluyen los glaciares y el hierro se endurece cuando lo martilleas?, ¿cómo se contraen los músculos?, ¿cómo la luz solar hace crecer las plantas? y ¿cómo los organismos vivos han podido evolucionar hacia formas cada vez más complejas?…», continuó.
Estaba tratando de expresar la importancia crucial de la cristalografía para nuestra comprensión del mundo.
«Las respuestas a todas estas preguntas provienen del análisis estructural», concluyó.
La cristalografía es el estudio de la estructura de los objetos sólidos, un método científico vital para comprender sus propiedades.
Durante siglos, nuestros conocimientos sobre la estructura de los cristales se basaba en poco más que su apariencia física.
Pero en 1912, un equipo de científicos compuesto por un padre y su hijo desarrollaron la cristalografía de rayos X, una técnica para determinar la disposición precisa de los átomos.
El descubrimiento revolucionó el análisis molecular en diversas disciplinas científicas y desde entonces 29 premios Nobel han sido otorgados por trabajos en los que la tecnología de cristal ha contribuido directa o indirectamente.
Al vincular áreas de investigación fronterizas, ha tocado la vida de la mayoría de las personas del mundo.
Para darte un ejemplo, piensa en uno de los hallazgos más importantes de la historia científica: cuando Rosalind Franklin y Maurice Wilkins experimentaron con la cristalografía de rayos X, nació la icónica foto 51.
Fue este patrón de puntos lo que permitió a Francis Crick y James Watson revelar la hermosa estructura de doble hélice del ADN en 1953.
Pero, a pesar de ser un método científico clave y la base de tantos campos de estudio, sigue siendo relativamente desconocido.
Un copo de nieve
Durante milenios, nos hemos preguntado cómo encajan las piedras angulares del Universo. Y en el centro de esa conversación, siempre han estado los brillantes cristales.
Pero hubo que esperar hasta el siglo XX para que la ciencia de la cristalografía de rayos X revelara nuestro mundo molecular a un nivel previamente inimaginable, mucho más allá de los límites del microscopio.
Sin embargo, la historia de la cristalografía comienza mucho antes, con el trabajo de investigadores de cristales como Johannes Kepler en el siglo XVII.
En Strena, seu de Nive Sexangula, un folleto de apenas 24 páginas escrito en 1611, el astrónomo y matemático de la corte del sacro emperador romano Rodolfo II intentó explicar la sorprendente simetría de los copos de nieve.
Kepler cuenta que al cruzar un puente en Praga, vio un copo de nieve en la solapa de su abrigo y se quedó pensando sobre su notable geometría.
Su ingeniosa obra sembró la noción de la que surgió toda la cristalografía: que las formas geométricas de los cristales se pueden explicar en términos de la disposición de sus partículas constituyentes.
Poco después, un médico danés llamado Nicolas Steno observó por primera vez la ley cristalográfica fundamental de la constancia de los ángulos interfaciales.
Con dibujos y dos breves oraciones, Steno comentó en 1669 que aunque los cristales de cuarzo y hematita vienen en una gran variedad de formas y tamaños, los mismos ángulos interfaciales se repiten siempre.
La ley fue confirmada y demostrada como verdadera para los cristales de muchas otras sustancias por el científico francés Jean-Baptiste Louis Rome de L’Isle en 1783.
Sin embargo, quien se lleva el título de fundador de la ciencia de la cristalografía por consenso es un sacerdote francés del siglo XVIII.
¡Todo está resuelto!
Con sus estudios de la estructura externa de las formas minerales cristalinas, de las que incluso produjo modelos, René Just Haüy sentó las bases del estudio moderno de los cristales.
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