En Harry Potter, Hermione Granger guarda dentro de una pequeña bolsa objetos imposibles de imaginar por su tamaño: libros, tiendas de campaña y provisiones completas. Todo cabe. Aunque parece magia, esa idea de “mucho espacio dentro de algo muy pequeño” funciona como una analogía precisa para entender una de las tecnologías más prometedoras de la química moderna, desarrollada y estudiada hoy en la UNAM: las redes metal-orgánicas, conocidas como MOFs por sus siglas en inglés (metal-organic frameworks).
Qué son las redes metal-orgánicas y por qué pueden detectar gases letales
“Es una comparación muy ilustrativa”, explicó en entrevista para UNAM Global el doctor Argel Ibarra, investigador del Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM. “Estos materiales se construyen como si fueran un LEGO tridimensional, con piezas orgánicas —los ligandos— e inorgánicas —los iones metálicos— que forman estructuras ordenadas, llenas de espacios internos”. Es en esos espacios, invisibles al ojo humano, donde ocurre lo que podría parecer magia, pero que en realidad es ciencia.
Los MOFs son materiales híbridos extremadamente porosos. Tan solo un gramo —un polvo aparentemente insignificante— puede tener un área superficial equivalente a la de un campo de fútbol. Esa enorme superficie interna permite almacenar, confinar y detectar moléculas de manera extraordinariamente eficiente. “Son como esponjas cristalinas: adsorben grandes cantidades de moléculas, pero con un orden perfecto a escala nanométrica”, añadió el investigador.
Atrapar lo peligroso antes de que sea tarde
Desde sus primeras aplicaciones, el mayor interés en estos materiales ha sido la captura de gases, y no de cualquiera. Los MOFs pueden atrapar dióxido de carbono (CO₂), pero también gases mucho más peligrosos, como el dióxido de azufre (SO₂) y el sulfuro de hidrógeno (H₂S), altamente tóxicos y letales incluso en concentraciones muy bajas. “Son gases corrosivos y extremadamente peligrosos”, explicó Ibarra.
En la UNAM, el trabajo con estos materiales comenzó hace más de una década, inicialmente enfocado en la captura de CO₂ como una posible herramienta para mitigar el cambio climático. Con el tiempo, el grupo de investigación orientó sus esfuerzos hacia gases más complejos y peligrosos, impulsado por problemáticas concretas del país. En la Ciudad de México, por ejemplo, una de las principales fuentes de emisión de dióxido de azufre es el volcán Popocatépetl, a lo que se suman procesos industriales como la refinación petrolera.
Cuando detectar a tiempo significa salvar vidas
Hoy, el énfasis principal del grupo ya no es solo atrapar gases, sino detectarlos. La razón es clara: la detección temprana puede salvar vidas. “En concentraciones de apenas partes por millón, algunos de estos gases pueden matar a una persona en cuestión de minutos”, señaló el investigador. Un sensor basado en MOFs puede funcionar como una alarma química: advertir que el ambiente se ha vuelto peligroso y que es necesario evacuar.
Ibarra recordó un caso ocurrido hace un par de años en una refinería en Texas, vinculada a Pemex, donde una fuga de H₂S provocó la muerte de seis trabajadores. “Si hubiera existido un detector suficientemente sensible, quizá se habrían evitado esas muertes”, apuntó. Esa posibilidad —alertar antes de que sea demasiado tarde— es una de las principales motivaciones del trabajo que se realiza en la UNAM.
No solo sensores: un material con muchas vidas posibles
La versatilidad de los MOFs no termina en la detección de gases. Estos materiales también pueden emplearse como catalizadores, es decir, para transformar una molécula en otra. Un ejemplo es la conversión de CO₂ en sustancias útiles para procesos industriales, lo que permitiría reducir su impacto ambiental. Además, han sido explorados para aplicaciones biomédicas, como el almacenamiento y la liberación controlada de medicamentos, así como para tecnologías emergentes que aún se encuentran en etapas experimentales.
De los laboratorios al reconocimiento mundial
Este campo, relativamente joven pero de rápido crecimiento, alcanzó reconocimiento mundial con el Premio Nobel de Química 2025, otorgado a los pioneros Susumu Kitagawa, Omar M. Yaghi y Richard Robson por el desarrollo de las redes metal-orgánicas. El avance de esta área ha sido resultado de un esfuerzo colectivo a escala global, impulsado también por jóvenes científicos y por mujeres investigadoras que han realizado contribuciones fundamentales.
Ciencia que forma personas
Para el investigador, un aspecto tan relevante como los avances tecnológicos es la formación de recursos humanos. “Lo más importante que hacemos en la UNAM no son los artículos científicos, sino las personas que formamos”, afirmó. A lo largo de estos años, el grupo ha formado licenciados, maestros y doctores que hoy continúan su carrera académica en México y en otros países.
Ese compromiso también se refleja en iniciativas como el First International Conference: Empower Women in MOFs and Beyond, un encuentro internacional organizado recientemente entre la UNAM y la Universidad Autónoma de Yucatán, enfocado en visibilizar el trabajo de mujeres en este campo. Para muchas estudiantes latinoamericanas, ver referentes femeninos liderando investigaciones de alto nivel tuvo un impacto profundo. “La igualdad de género también se construye desde la ciencia”, subrayó Ibarra.
Inteligencia artificial y el futuro de lo invisible
A futuro, la inteligencia artificial jugará un papel clave en el desarrollo de estas tecnologías. En lugar de probar cientos de combinaciones de materiales al azar, los algoritmos pueden predecir qué estructuras serán más eficientes para detectar o atrapar una molécula específica. “Es como si la computadora te dijera qué piezas de LEGO usar antes de empezar a construir”, explicó.
Así, lo que comenzó como una analogía tomada del mundo de la ficción se consolida como una realidad científica con un enorme impacto social. Como la bolsa de Hermione, los MOFs demuestran que, cuando se diseña bien el espacio, se pueden guardar —o detectar— cosas impensables. Y en ese espacio invisible, la UNAM trabaja para proteger la vida, el ambiente y el futuro.