Rosalind Franklin: más allá de la foto 51

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La figura de Rosalind Franklin (Londres 1920–Cambridge 1958) es una de las consideradas como “injustamente olvidadas” en la historia de la ciencia moderna a la hora de reconocer las contribuciones científicas de las mujeres al avance científico. Su fotografía de difracción de Rayos X (Fotografía 51) proporcionó a Watson y Crick una de las últimas claves que necesitaban para construir el modelo molecular del ADN. Cuando estos, juntamente con Maurice Wilkins, recibieron el premio Nobel en 1962, Franklin ya había fallecido, pero en ese momento solo Wilkins efectuó una breve mención a su trabajo.

Fue el libro de Watson “La doble hélice”, publicado en 1968, el revulsivo para el redescubrimiento de la figura de Rosalind Franklin. En este, a pesar de que reconocía la importancia de Franklin para el descubrimiento de la estructura del ADN, se hacía una descripción tan despectiva de Rosalind Franklin que hizo nacer un fuerte sentimiento reivindicativo de su persona y de su calidad científica entre los que la conocieron.

Sin embargo, el perfil científico de esta mujer va mucho más allá de la historia de la descripción de la molécula de ADN y resulta especialmente interesante para los científicos que trabajamos en temas relacionados con carbón y materiales de carbono.

Rosalind Franklin se graduó en Química Física por el Newnham College de Cambridge en 1941. En 1942 obtuvo un puesto de asistente de investigación en un organismo recién creado, la British Coal Utilization Research Association, dedicado a investigar la producción, distribución y utilización del carbón y sus derivados. El carbón mineral, carbón vegetal y otros materiales carbonosos poseían importancia estratégica para un Reino Unido sumido en la II Guerra Mundial, no solo con fines de combustible sino también para otras aplicaciones como máscaras antigás. Cuando Rosalind Franklin comenzó a trabajar con carbón un buen número de cuestiones sobre la estructura molecular del carbón estaban abiertas. Se sabía que los carbones contenían muchos poros pequeños, pero ¿por qué algunos tipos de carbón eran más permeables al agua, disolventes o a gases que otros? Los experimentos que planteó Franklin condujeron a aclarar estas diferencias. Partió de una serie de carbones británicos, molidos finamente y determinó la densidad aparente utilizando agua, metanol, hexano o benceno. Los valores de densidad así obtenidos los comparó con la densidad obtenida utilizando helio, razonando correctamente que el helio, al ser una molécula más pequeña proporcionaría una densidad más real. De hecho en la actualidad se sigue utilizando helio para determinar la densidad real de sólidos. Comparando los valores obtenidos con las distintas sustancias concluyó que los poros en el carbón contienen numerosas constricciones y que la variación de la permeabilidad del carbón está relacionada con la variación de la anchura de dichas constricciones. De forma gráfica:

Franklin estudió la dependencia de la porosidad con el contenido en carbono y la temperatura de carbonización (tras tratar térmicamente las muestras anteriores a temperaturas comprendidas entre 600 y 1000ºC) y determinó que al aumentar la temperatura aumentaba la porosidad pero disminuía el tamaño de los poros.

Franklin fue la primera en identificar y medir esta porosidad fina y su trabajo hizo posible la clasificación de carbones y la posibilidad de predecir su comportamiento de forma bastante precisa. Esta investigación le sirvió para obtener un doctorado por Cambridge en 1945, cinco artículos científicos y un puesto de trabajo en el Laboratoire Central des Services Chimiques de l’Etat en Paris.

En París se especializó en difracción de rayos X y su aplicación a materiales poco cristalinos como el carbón. Entre 1946 y 1949 publicó cinco trabajos sobre carbón que aún se consideran esenciales y siguen siendo citados. Fue la primera que diferenció entre carbones (y otros materiales orgánicos) grafitizables y no grafitizables. Se consideran materiales grafitizables aquellos que al calentarlos en atmósfera inerte se reestructuran rápidamente en grafito, mientras que los carbones no grafitizables al calentarlos dan lugar a materiales muy duros, con baja densidad e importante porosidad. Además, atribuyó el carácter no grafítico a la formación de un sistema de fuertes entrecruzamientos entre los cristalitos de carbono (unidades básicas estructurales) que impiden la reorganización del material a grafito. Dentro de esta categoría se encuentran materiales de carbono de enorme importancia industrial como los carbones activados o los carbones vítreos.

La siguiente figura muestra el esquema clásico de Rosalind Franklin sobre la estructura de carbones grafitizables y no grafitizables:

Los estudios de grafitización de Rosalind Franklin se publicaron en 1951 en un artículo en la revista Proceedings of the Royal Society, que es uno de los clásicos de la literatura del carbón.

Simultáneamente Franklin mejoró significativamente los métodos de difracción de rayos X aplicados a sólidos no cristalinos así como los métodos de tratamiento matemático aplicados, conocimientos que fueron claves posteriormente para la obtención de los famosos difractogramas de ADN mencionados anteriormente.

En 1957 había publicado otra docena de artículos sobre materiales de carbono distintos del carbón. Sus artículos cambiaron la perspectiva sobre la microestructura de los carbones y sustancias relacionadas.

La aportación de Rosalind Franklin al descubrimiento del ADN es lo suficientemente conocida como para que Google le dedicase uno de sus doodles en el 93º aniversario de su nacimiento, sirva este pequeño homenaje para reconocer la amplitud de su corta aunque exitosa carrera científica.