NOBEL DE QUÍMICA 2016Nobel de Química para los creadores de las máquinas más pequeñas del mundo

El Premio Nobel de Química 2016 ha sido concedido este miércoles en Estocolmo a los científicos Jean Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart y a Bernard L. Feringa por «el diseño y la síntesis de las máquinas moleculares», «las máquinas más pequeñas del mundo» como las ha definido el Secretario General de la Academia de Ciencias Sueca, Goran K. Hansson, al anunciar a los galardonados. Se trata de moléculas con movimientos controlables, que pueden realizar una tarea cuando se añade energía.

Jean Pierre Sauvage nació en París (Francia) en 1944 y es profesor emérito de la Universidad de Estrasburgo; Sir J. Fraser Stoddart, nacido en Edimburgo (Reino Unido) en 1942 es profesor en la Universidad Northwestern en Illinois (Estados Unidos) y el neerlandés Bernard L.

Feringa (Barger-Compascum, 1951) es profesor de Química Orgánica en la Universidad de Groningen (Países Bajos).

Como explica la Real Academia de Ciencias Sueca, estos investigadores han miniaturizado máquinas y han llevado a la química a una nueva dimensión: un pequeño ascensor, músculos artificiales y motores minúsculos. Se trata de la «miniaturización» de la tecnología que la informática comenzó a liderar hace algunos años.

El primer paso hacia una máquina molecular fue realizado por Sauvage en 1983, cuando logró la vinculación de dos moléculas en forma de anillo entre sí para formar una cadena, llamada catenane. Normalmente, las moléculas se unen mediante enlaces covalentes fuertes en los que los átomos comparten electrones, pero en la cadena estaban vinculados por una unión mecánica más libre. Para que una máquina pueda ejecutar una tarea debe constar de partes que se puedan mover una respecto a la otra. Los dos anillos entrelazados cumplen exactamente con este requisito. Años más tarde, su grupo de investigación consiguió que uno de los anillos pudiera girar cuando se añadía energía. Fue el primer embrión de las máquinas moleculares no biológicas.

Un nuevo anvance lo consiguió Stoddart en 1991, cuando desarrolló un rotaxano. Enroscó un anillo molecular sobre un eje delgado y demostró que el anillo era capaz de moverse a lo largo del eje. Entre sus desarrollos basados en rotaxanos hay un ascensor molecular que se eleva 0,7 nanómetros, un músculo molecular y un chip de computadora basado en una molécula con 20kB de memoria. Los transmisores de los ordenadores de hoy en día son pequeños, pero gigantes comparados con los transmisores basados en moléculas, por lo que los científicos creen que los chips moleculares revolucionarán la informática de la misma manera que lo hicieron los transmisores de silicio.

Un nano-rotor

Bernard Feringa fue la primera persona que desarrolló un motor molecular; en 1999 logró una pala de rotor que daba vueltas continuamente en la misma dirección. Gracias a estos motores moleculares, giró un cilindro de vidrio de 28 micrometros, 10.000 veces más grande que el motor. Además, en 2011 diseñó un nanocoche con tracción en las cuatro ruedas, gracias a un chasis molecular con cuatro motores.

Los ganadores del Premio Nobel de Química han llevado los sistemas moleculares a estados llenos de energía en los que sus movimientos pueden ser controlados. En términos de desarrollo, el motor molecular está en el mismo escenario en el que el motor eléctrico se encontraba en la década de 1830, cuando los científicos mostraban varias manivelas giratorias y ruedas, sin saber que iban a conducir a los trenes eléctricos, lavadoras, ventiladores y procesadores de alimentos. Probablemente, las máquinas moleculares, mil veces más finas que un cabello, serán utilizadas en el desarrollo de nuevos materiales, sensores y sistemas de almacenamiento de energía.

«Pensemos en toda clase de funciones (…), pensemos en nanomáquinas, microrrobots, pensemos en pequeños robots que los médicos en el futuro puedan inyectar en la sangre para que busquen células de cáncer o transporten medicinas», ha dicho el profesor Feringa en una conferencia de prensa. Un mundo de ciencia ficción que, gracias a los tres ganadores del Nobel, se encuentra en un horizonte no demasiado lejano.

Los galardonados recibirán un diploma, una medalla de oro y un premio económico, que este año será de 8 millones de coronas suecas (832.000 euros).