Quan es menja una bona xocolata, el moment de més plaer és quan es desfà suaument al paladar. I això passa perquè la seva estructura és cristal·lina. "Té cristalls que es fonen a la temperatura de la boca", explica Miquel Àngel Cuevas, investigador en cristal·lografia de la Universitat de Barcelona, entusiasta dels cristalls i impulsor del II Concurs de Cristal·lització a l'Escola, que aquest any celebrarà la segona edició i en el qual també participen la Universitat Autònoma de Barcelona i la Universitat Rovira i Virgili. El seu objectiu és acostar als més joves una disciplina sovint desconeguda però amb moltes aplicacions, des de la producció de fàrmacs amb estructures que els facin més eficients fins a l'obtenció d'aliments més gustosos.
La cristal·lografia és la ciència que es dedica a l'estudi i resolució d'estructures cristal·lines, i aquestes estructures depenen de com es disposen els àtoms. "Els sòlids, segons la disposició dels àtoms, grosso modo es poden dividir entre matèria cristal·lina i matèria amorfa, encara que hi ha estadis intermedis", explica Joan Pinilla, del departament de cristal·lografia de la UAB, apassionat també per la màgia de crear cristalls.
Un mateix compost químic, doncs, pot donar lloc a diferents estructures cristal·lines depenent de les condicions per les quals hagi passat, que són les que en definitiva fan que els seus àtoms s'ordenin d'una manera o una altra. Per exemple, el grafit, segons com sigui la seva estructura atòmica, pot ser la punta d'un llapis o un diamant. "Combinant algunes variables, pressió, temperatura i temps, el carboni cristal·litza de manera diferent", explica Cuevas. Per això les condicions úniques ambientals i temporals en què es produeix el diamant li donen la bellesa i el valor. que té. "En podríem fer al laboratori, esclar, i de fet se'n fan de sintètics, però per fer-los servir com a eines. Els gemmòlegs saben distingir els autèntics perquè tenen més defectes", aclareix Cuevas.
El cacau de la xocolata pot cristal·litzar de sis maneres diferents. "Quan guardem una xocolata a la nevera i la temperatura baixa, es formen uns cristalls. Si l'observem veiem que és brillant, i si la tastem resulta rasposa a la boca: ja no ens produeix el mateix plaer que a temperatura ambient", explica Cuevas. Per això una bona xocolata, igual que molts altres aliments, cal conservar-la a la temperatura adient.
També passa amb els medicaments. El paracetamol, per exemple, pot cristal·litzar només de dues maneres, però només una té propietats terapèutiques. Per això molts dels professionals de la cristal·lografia treballen per a la indústria farmacèutica. "Ara un dels camps en què més es treballa és en la cristal·lització de proteïnes", explica Cuevas.
Oli i pernil dels bons
El departament de cristal·lografia de la Universitat de Barcelona treballa en diverses aplicacions, com ara en tècniques per determinar la qualitat d'un oli. A temperatura ambient els olis son líquids, però quan es refreden cristal·litzen de maneres diferents. I analitzant els cristalls que es formen es podria arribar a determinar si hi ha frau alimentari. "A l'oli adulterat trobem àtoms aliens que produeixen cristalls diferents amb punts de fusió també diferents", explica Cuevas. Una part de la seva recerca s'està fent al Sincrotró ALBA, a Cerdanyola del Vallès. Els mètodes d'anàlisi que estan desenvolupant també serviran per saber si quan comprem un bon pernil de gla ens estan prenent el pèl. "Si analitzem els cristalls que hi ha al greix podem saber si al porc se l'ha alimentat sempre amb glans o no", especifica Cuevas. En alimentació, molts dels additius que es fan servir per cuinar, congelar o millorar aromes i gustos tenen estructures cristal·lines. L'exemple més clar són la sal i el sucre.
Al laboratori de Cuevas també treballen amb derivats del petroli, amb els quals creen estructures cristal·lines que serveixen per mantenir la temperatura d'algun element durant el màxim de temps. Han arribat a fer unes bosses especials que serveixen per guardar les donacions de sang i mantenir-les a la temperatura adequada durant més temps.
L'investigador de la UAB Joan Pinilla treballa en la utilització de raigs X per analitzar cristalls. "Quan tires raigs X al damunt dels cristalls es produeix una difracció. Un sol raig es dispersa en l'espai en diferents direccions, d'un raig sol en poden sortir 1.000, i així podem conèixer l'estructura interna de la matèria", explica Pinilla. Treballen molt per a la indústria farmacèutica, sovint per millorar fàrmacs, com és el cas d'un protector d'estómac molt conegut, l'Omeoprazol, per al qual han aconseguit dades per millorar-ne l'estructura cristal·lina i fer-lo encara més efectiu.
Cuinant cristalls
En el Concurs de Cristal·litzacions a l'Escola els estudiants han de cuinar als laboratoris de les seves escoles els millors cristalls. Aquest any se seleccionaran 30 escoles. Primer els professors assitiran a un taller per aprendre a guiar els nois i les noies -estudiants de 3r i 4t d'ESO i 1r de batxillerat-. Després els donaran el producte per fer els cristalls: fosfat diàcid d'amoni, una substància molt estudiada, que es fa servir com a fertilitzant en l'agricultura i que cristal·litza molt ràpidament. "Per fer un cristall amb una proteïna es pot trigar un any. Amb aquest producte en una nit ja s'aconsegueix que creixin cristalls molt grans", explica Cuevas.
La gràcia, però, és aconseguir que siguin únics i originals. I no només això, sinó saber explicar la metodologia que s'ha aplicat. No val només tenir sort, l'experiment s'ha de poder replicar. El procés de cristal·lització és molt complex, però a grans trets els estudiants poden jugar amb les principals variables que hi intervenen: la temperatura, la saturació del producte químic amb el qual es treballa i el temps.
Els cristalls que s'aconsegueixen amb aquest fosfat acostumen a ser verds. Però la imaginació dels estudiants pot donar altres resultats, i això ho valora el jurat del concurs. "Per exemple, l'any passat vam tenir un grup que va afegir com a additiu col llombarda. Uns altres van jugar amb la temperatura, introduint-ho dins d'un forn durant un temps", explica Cuevas. "La idea és que siguin creatius, que es busquin la vida. Poden anar a buscar additius a la pastisseria, a l'adrogueria, forçar que el refredament sigui lent, etcètera", afegeix el científic. La seva iniciativa també ha cristal·litzat: el 2014 serà l'Any Internacional de la Cristal·lografia.