Gure Ikerketa

Donostiako Kimika Fakultatean lan egiten dudala komentatu dut noizbait blog-eko hainbat sarrera eta orrialdeetan. Baina konturatu naiz bertako lankideei buruz eta egiten dugun lanari buruz deus gutxi aipatu dudala orain arte. Bada garaia Kimika Teoriko taldeari buruz eta bertan egindako ikerketari buruz hitz egiteko. Taldea hamabi pertsonek osatzen dugu gaur egun, baina uztailetik aurrera hamairu izanen gara. Taldea osatu zuena, duela ia 30 urte, Jesus M. Ugalde katedraduna izan zen, eta berak egindako lana eta esfortzuari esker egiten dugu gaur egiten duguna. 

Gaur egun taldeak hamabi kide ditu, goian aipatu bezala. Jesus M. Ugalde, talde burua eta Kimika-Fisikoan Katedraduna. Xabier Lopez, irakasle titularra eta "Función de Jota" blog-aren egilea. Hiru Ikerbasque Research Professors ditugu, Ikerbasque Fundazioak kontratatuta Euskal Herrian ikerketa egiteko: Andreas Heidenreich alemandarra, Slawomir Grabowski poloniarra eta Mario Piris kubatarra. Hiru postdoc ditugu (doktoradutza ondorengo ikerlariak), Joni Mujika, Fernando Ruipérez madrildarra eta Ivan Infante italiarra, eta doktoradutza egiten beste hiru kide, Elisa Jimenez, Jon Mikel Azpiroz eta Jon Uranga. Azken urteotan beste lankidek burutu dute beraien doktoradutza gure taldean, Oier Lakuntza, Julen Larrucea, Elena Formoso, Eider San Sebastian eta Elixabete Rezabal. Lehenago egin zituztenak, mesedez barkatu ez baditut denak aipatzen.

Ikusten duzuenez, gure taldearen oinarria euskal kantera da, baina atzerriko ikerlariak ere baditugu gurekin lanean jo eta ke. Idatzitako artikuluak eta liburak, emandako txarlak etab asko izan dira urte hauetan, eta hemen ez naiz horretaz arituko. Norbaitek kuriositatea izanez gero, gure taldeko web orrialdea bisitatzerik badauka: http://www.ehu.es/chemistry/theory. Gaur taldean egiten dugun ikerketari buruz arituko naiz. Gaurko helburua egiten dugun ikerketaren globaltasuna erakustea da. Blog-ak aurrera egiten duen heinean, puntu bakoitza sakonago landuko dut. Hortaz, harira, egiten dugun ikerketa sei esparru nagusitan banatzen ahal dugu: (Bio)Nanoteknologia, Biofisika, Metodoen Garapena, Elkarrekintza ahulak, Eztanda Coulombikoak eta Trantsizio Metalen kimika. Horrela ikusita, badirudi konexio gabeko gauza asko egiten ditugula, baina hau ez da guztiz egia. Goiko puntuak elkar-lotuta daude, ikusiko dugun bezala.

Hasteko, (bio)nanoteknologian ikertzen duguna kontatuko dizuet. Material erdieroaleak aztertzen ditugu, baina ez edozein tamainatakoak. Nanometroaren eskalan dauden ZnS, CdS eta CdSe materialak aztertzen ditugu. Solido egoeran, material hauek erdieroaleak dira, hau da, energia langa bat gaindituta, korronte elektrikoa garraiatzeko gai dira. Askotan, energia langa hau fotoi bat absorbatuz gertatzen da. Nano eskalan gaudenean, propietate hauek aldatu egiten dira, bereziak bihurtzen dira, eta honek tamainarekin dauka zerikusia. Gure taldean, material hauen tamaina txikiko hainbat nanopartikula aztertzen ditugu, bere absortzio propietateak aurresateko (zein energiko fotoia absorbatuko duten). Horretaz aparte, nanopartikula hauen agregatuak ere aztertzen ditugu, eta agregatu hauen propietate optiko eta elektronikoak aztertzen ditugu. Nanopartikula hauen aplikazioetako bat medikuntzan aurkitzen ahal dugu. Beraien propietate optikoak direla medio, minbizia detektatzeko balio dezakete. Horretarako, biofuntzionalizatu behar dira. Alegia, molekula biokonpatibleekin inguratu behar dira, hauek minbizi zeluletara pegatzen direlarik. Prozesu hauek nola ematen diren, eta nola hobetu daitezkeen ere ikertzen dugu gure taldean.

Honetaz aparte, bio- munduan gai gehiago tratatzen ditugu. Adibidez, aluminioak gure gorputzean eragin ditzakeen kalteak, ala erradikal libreek gure proteinak nola erasotzen dituzten. Prozesu hauek Azheimer ala Parkinson gaixotasunekin lotura dutela uste da, baina hauek nola ematen diren eta nola ekidin daitezkeen ez dago bat ere ez garbi. Hau dela eta, gure ikerketekin prozesu hauek nola gertatzen diren, zein eragin dituzten goian aipatutako aluminioak eta erradikalek, eta prozesu hauek nola ekidin daitezkeen aztertzen ditugu. Esan beharra dago prozesu hauek oso konplikatuak direla, eta gure taldean prozesu hauen zati konkretu batzuk aztertzen ditugula. 

Biologia eta biokimikan oso garrantzitsuak dira molekulen arteko elkarrekintza ahulak. Hauen artean, ezagunena seguraski hidrogeno loturak dira. Hauek ur likidoan ematen dira, eta ur molekulak elkartzen dituen lotura mota da. Garbi dago, gure gorputzaren osagai nagusia ura izanik, gure zelulak osatzen dituzten osagaien artean indar hauek oso garrantzitsuak direla. Proteinen egitura, ADN-ren α-helize egitura, etab, lotura mota hauei esker ematen dira. Hidrogeno loturetaz aparte, molekulen arteko beste indar ahulak egoten dira, eta elkarrekintza hauek ere ikertzen ditugu gure taldean,  Bio zein kimikako beste alorretan duten garrantzia dela eta.

Trantsizio metalen kimika ere oso garrantzitsua da bio munduan. Trantsizio metalek erredox erreakzioetan parte hartzen dute, eta oso garrantzitsuak dira hainbat fenomenoetan. Horien artean, eta baten bat aipatzeagatik, gure odolak oxigenoa transportatzeko hemoglobina proteina erabiltzen du, eta honen osagaietako bat burdina da. Biokimikatik kanpo, trantsizio metalak ere oso garrantzitsuak dira, katalizatzaile bezala erabil daitezke, ala nanopartikulak osatzeko. Trantsizio metalak askotan erabiltzen dira horrelako egituretan, propietate magnetikoak dituztelako. Gure taldean, trantsizio metalen kimika ulertzen saiatzen gara esparru hauek guztietan: proteinetan, nanopartikuletan eta katalizatzaile gisa.

Prozesu hauek guztiak aztertu ahal izateko, kimika kuantikoaren barruan metodo asko garatu izan dira. Askatu behar den ekuazioa ezaguna izan arren, Schrödinger ekuazioa alegia, elektroi bat baino gehiago duten molekulentzat ezin dugu askatu. Hau dela eta, metodo hurbilduak garatu behar dira. Kimika Kuantikoa duela 80 urte inguru sortu zenetik, metodo asko garatu izan dira. Gaur egungo ordenadore potenteak direla medio, metodo hauen sofistikazioa gero eta handiagoa da. Gure taldean ere metodo kuantikoen garapenean lan egiten dugu, konkretuki, Orbital Naturalen Funtzionalaren Teoria garatzen. Arlo honetan, mundu mailan punta-puntakoa da gure taldeak egiten duen lana.

Metodologiarekin jarraiki, beste fenomeno fisiko bat aztertzeko ere metodoak lantzen dihardugu: eztanda Coulombikoak. Fenomeno hau esperimentalki aztertu da, eta ongi ulertzeko, eta aukera berriak bilatzeko, simulazio teorikoak behar dira. Fenomeno honetan, gas nobleen atomoen agregatu batzuk laser baten bidez ionizatu egiten dira, karga positibo handiak lortzen direlarik. Atomoei elektroi asko kenduta, atomo bakoitza karga positibo handirekin gelditzen da, eta hau dela eta, karga positiboen arteko errepultsioa dela eta, agregatu hauek eztanda egiten dute. Hortik datorkio izena. Eztanda egiterakoan, ioi hauek har ditzaketen abiadurak oso handiak dira, eta nukleoak abiadura handi hauetan talka egitean, energia nahikoa badute, fusionatu egin daitezke. Oraindik asko falta da fenomeno hau guztiz ulertzeko, eta fusio nuklearra egiteko alternatiba bihurtzeko, baina horretan ere dihardugu taldean.

Bukatzeko, ikerketa hau guztia egiteko mundu osoko beste ikerlari askorekin kolaboratzen dugu. Aipatu egin behar da lan hau guztia ordenadoreen bidez egiten dugula. Eta lan hau egitea ez litzatekeela posible izango Euskal Herriko Unibertsitateko Ikerketari Zuzendutako Informatika Zerbitzuak eskaintzen dituen baliabide guztiak, bai teknikariena (Txema Mercero eta Edu Ogando) bai materiala (Arina Superordenadorea) gure esku izanen ez bagenitu. Ikusi baliabide hauei buruzko bideoa. Pixkat zaharkituta dago, Arinak orain 1400 prozesadore dituelako, baina filosofia berdinarekin mantentzen da.

Descargo de responsabilidad: He utilizado las imágenes sin ánimo de lucro, con un objetivo de investigación y estudio, en el marco del principio de uso razonable - sin embargo, estoy dispuesto a retirarlas en caso de cualquier infracción de las leyes de copyright.Disclaimer: I have used the images in a non for profit, scholarly interest, under the fair use principle - however, I am willing to remove them if there is any infringement of copyright laws.