#EfeméridesPrincipia

11 Noviembre

Mildred Dresselhaus, reina del carbono

Por Quique Royuela

Cada 11 de noveimbre recordamos a Mildred Dresselhaus, reina del carbono y pionera en el campo de la ciencia de los materiales, es una de las figuras más destacadas de la física y la ciencia de materiales, en el aniversario de nacimiento. Conocida como la «Reina del Carbono», Dresselhaus dejó un legado incalculable en el mundo científico, no solo por sus innovadoras contribuciones al estudio de los materiales, sino también por su inquebrantable dedicación a la inclusión y promoción de las mujeres en la ciencia. Su carrera fue un viaje de descubrimiento que desafió los límites de lo conocido y abrió las puertas de la física moderna al estudio de los nanomateriales de carbono.

Mildred Dresselhaus (Nueva York, 11 de noviembre de 1930-Cambridge, 20 de febrero de 2017).

De Brooklyn al MIT

Mildred Dresselhaus nació el 11 de noviembre de 1930 en Brooklyn, Nueva York, en el seno de una familia humilde de inmigrantes polacos. Desde pequeña mostró un interés por el conocimiento, pero las limitaciones económicas y sociales no facilitaron su camino. Sin embargo, su tenacidad y amor por el aprendizaje la llevaron a estudiar en Hunter College, una universidad que se destacó por su aceptación de estudiantes mujeres en un momento en el que pocas instituciones lo hacían. Fue aquí donde conoció a Rosalyn Yalow, futura ganadora del Premio Nobel de Medicina, quien se convertiría en una de sus primeras mentoras y la alentaría a seguir una carrera en ciencias.

Dresselhaus luego obtuvo una beca para estudiar en la Universidad de Harvard, donde se dedicó al estudio de la física del estado sólido, un campo que en ese momento era relativamente nuevo. Más adelante completaría su doctorado en la Universidad de Chicago bajo la supervisión de Enrico Fermi, uno de los padres de la física nuclear, quien influyó profundamente en su enfoque científico.

La revolución de los nanotubos y materiales de carbono

A lo largo de su carrera, Dresselhaus se interesó profundamente en los materiales de carbono, una fascinación que la llevaría a descubrir propiedades nunca antes vistas en las estructuras atómicas de este elemento. Su investigación en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), donde fue la primera mujer en ser profesora titular de ingeniería eléctrica y física, se centró en entender y manipular las propiedades del grafito, el material base de formas más complejas como los nanotubos de carbono, el grafeno y los fullerenos.

Los estudios de Dresselhaus sobre la estructura del carbono ayudaron a establecer las bases de la nanotecnología. Fue una de las primeras en teorizar que, manipulando el grosor de las capas de grafito a nivel de una sola molécula, se podían obtener estructuras completamente nuevas, como el grafeno, un material que, al ser solo una capa de átomos de carbono, es flexible, ligero y cientos de veces más fuerte que el acero. Gracias a esta investigación, los nanotubos de carbono, cilindros extremadamente delgados de átomos de carbono, fueron considerados como una promesa para aplicaciones revolucionarias en áreas como la electrónica, la medicina y la energía renovable.

La importancia del grafeno y los nanotubos de carbono

¿Por qué el grafeno y los nanotubos de carbono capturaron tanto interés en la ciencia de materiales? Estos materiales no solo son extremadamente resistentes, sino que también poseen propiedades únicas de conductividad eléctrica y térmica. El grafeno, por ejemplo, es transparente y conductor, lo que lo hace ideal para aplicaciones en pantallas táctiles, dispositivos electrónicos y hasta en la generación de energía solar.

Dresselhaus fue pionera en comprender cómo los electrones se comportan en estas estructuras, trabajando en lo que se conoce como la «teoría de bandas electrónicas». Su trabajo sobre las propiedades electrónicas del grafito fue esencial para entender cómo los materiales de carbono pueden ser manipulados para transportar electricidad con una eficiencia extraordinaria. Esto abre la puerta a crear dispositivos electrónicos más pequeños, rápidos y eficientes, con aplicaciones en todo, desde teléfonos inteligentes hasta satélites espaciales.

Uno de los logros más destacados de Dresselhaus fue su contribución al desarrollo de técnicas para producir nanotubos de carbono a escala, lo cual permitió que este material pasara de ser una curiosidad científica a un candidato serio en la industria. Hoy, los nanotubos de carbono se investigan para aplicaciones en la medicina, como vehículos para la administración de fármacos a nivel celular, y en el desarrollo de baterías y supercondensadores de alta capacidad.

Innovación en energía y medioambiente

Además de su trabajo en los nanomateriales, Dresselhaus también se destacó en la investigación de nuevos materiales termoeléctricos, aquellos capaces de convertir el calor en electricidad. Estos materiales podrían transformar industrias al capturar el calor desperdiciado en procesos industriales y convertirlo en energía reutilizable. En un contexto de crisis climática, las investigaciones de Dresselhaus son especialmente relevantes: los materiales termoeléctricos podrían contribuir significativamente a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero al aprovechar el calor residual en plantas de energía, fábricas y automóviles.

El impacto de estos materiales termoeléctricos no solo sería ambiental, sino también económico, ya que permitirían reducir los costos de producción y mejorar la eficiencia energética. Dresselhaus vislumbraba un futuro en el que la conversión de calor en electricidad pudiera usarse para crear fuentes de energía limpias, sostenibles y accesibles.

Pionera y referente para las mujeres en ciencia

Además de sus contribuciones técnicas, Dresselhaus fue una defensora incansable de la inclusión y diversidad en el mundo científico. A lo largo de su vida, se enfrentó a múltiples barreras de género, pero siempre tuvo como objetivo abrir caminos para las futuras generaciones de mujeres en ciencia. En el MIT, promovió la creación de programas de becas y mentorización para mujeres en física e ingeniería, luchando contra la desigualdad de género en un campo históricamente dominado por hombres.

Dresselhaus, quien se identificaba con orgullo como feminista, abogó por condiciones laborales más justas y apoyó activamente a sus colegas femeninas. Su liderazgo fue crucial para aumentar el número de mujeres en cargos académicos y de investigación. Además, inspiró a innumerables jóvenes a interesarse en la ciencia, destacando siempre la importancia de la educación y la mentoría.

Gracias a sus esfuerzos, fue galardonada con múltiples premios, incluyendo la Medalla Presidencial de la Libertad y la Medalla Nacional de Ciencia de Estados Unidos. Estos reconocimientos no solo reflejan su excelencia científica, sino también su legado como modelo a seguir en un mundo que necesita más voces diversas en ciencia y tecnología.

Más allá de los laboratorios

Dresselhaus no solo hizo avanzar la ciencia de los materiales; su legado abarca una visión de la ciencia como una herramienta de cambio social y empoderamiento. Sus investigaciones continúan influyendo en el desarrollo de tecnologías innovadoras en diversos campos y han sentado las bases para la nanotecnología actual. Hoy, los avances en baterías, sensores y dispositivos médicos que utilizan nanomateriales están, en gran medida, inspirados por su trabajo.

En un mundo que sigue enfrentándose a retos como la sostenibilidad, el cambio climático y la desigualdad, la vida de Mildred Dresselhaus es un recordatorio de cómo la ciencia puede contribuir a construir un futuro más justo y sostenible. Su compromiso con la investigación, la educación y la inclusión la convierte en una de las figuras más inspiradoras del siglo XX.

Al recordar a Dresselhaus, celebramos no solo a una científica excepcional, sino también a una persona comprometida con mejorar las vidas de otros, tanto dentro como fuera de los laboratorios.

Mildred Dresselhaus
Mildred Dresselhaus en La extraordinaria liga de la ciencia