El Nobel de Química premia el desarrollo de las máquinas más pequeñas del mundo

El trabajo de Jean-Pierre Savage, James Fraser Stoddart y Bernard Feringa se aplica en sensores, nuevos materiales, sistemas de almacenamiento energético o en informática

06.10.2016 | 01:06

El Nobel de Química 2016 ha premiado el desarrollo de las máquinas más pequeñas del mundo, revolución que ha llevado la nanotecnología a una nueva dimensión y con posibles múltiples aplicaciones como sensores, nuevos materiales, sistemas de almacenamiento energético o en informática.

El francés Jean-Pierre Savage, el británico James Fraser Stoddart y el holandés Bernard Feringa diseñaron y sintetizaron máquinas moleculares, "desarrollando moléculas con movimientos controlados que pueden realizar una tarea cuando se les proporciona energía", según el fallo anunciado ayer por la Real Academia de las Ciencias Sueca.

Las máquinas con dimensiones en la escala nanométrica existen en la naturaleza, como el flagelo bacteriano y las macromoléculas con forma de sacacorchos que hacen avanzar a la bacteria cuando giran. En su afán por construir moléculas cada vez más avanzadas, los químicos empezaron a producir a mediados del siglo pasado cadenas moleculares que unían moléculas en forma de anillo, pero la cantidad era tan pequeña y los métodos tan complejos que su uso era limitado.

Hubo que esperar hasta 1983, cuando el grupo de investigadores franceses dirigidos por Sauvage no solo creó una nueva molécula "sorprendente", sino también un nuevo tipo de enlace mecánico en el que los átomos interactuaban directamente entre ellos y no mediante enlaces covalentes (compartiendo electrones), explica la Academia.

Trabajando en la elaboración de complejos moleculares fotoquímicos, en los que dos moléculas estaban interrelacionadas alrededor de un ion de cobre central, Sauvage se dio cuenta de su parecido con las cadenas moleculares.

Usando ese complejo como modelo construyó una molécula con forma de anillo y otra con forma de media luna para que fueran atraídas por el ion, y luego soldó esta última con una tercera para crear un nuevo anillo y formar así el primer eslabón.Su innovador método revitalizó el campo de la química topológica posibilitando estructuras cada vez más complicadas. Sauvage se percató además de que esas cadenas o catenanos no eran solo una nueva clase de moléculas, sino también el primer paso hacia la creación de máquinas moleculares, que se plasmó en 1994, cuando logró producir un catenano en el que un anillo rotaba de forma controlada una revolución alrededor del otro al añadirle energía.

Tres años antes el grupo dirigido por Stoddart había conseguido construir otro embrión de máquina: un rotaxano, una estructura en la que una molécula con forma de anillo está sujeta mecánicamente a un eje y es capaz de moverse a lo largo de este.

A partir del rotaxano, el grupo dirigido por el químico británico elaboró en años posteriores varias máquinas moleculares como un ascensor, un músculo artificial y un chip para computadoras.

"Los transistores en los chips de los ordenadores actuales son diminutos, pero gigantescos en comparación con los moleculares. Los científicos creen que los chips moleculares podrían revolucionar la tecnología informática del mismo modo que los basados en silicio hicieron en su día", escribe la academia en su motivación.

Al holandés Feringa le corresponde el honor de ser el primero en desarrollar en 1999 un motor molecular haciendo girar de forma continua una pala de rotor molecular en la misma dirección a partir de dos estructuras químicas planas unidas por un doble enlace entre dos átomos de carbono.

El equipo de investigación de la Universidade da Coruña (UDC) de Química Supramolecular, que coordina el profesor Carlos Peinador Veira, colabora con el grupo de investigación de uno de los premios Nobel de Química 2016 que se dio a conocer ayer, el británico Fraser Stoddart, y están ultimando la publicación de un artículo científico, paper, conjuntamente.

La Real Academia de las Ciencias Sueca informó ayer de la concesión del premio Nobel de Química 2016 a los investigadores Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart y Bernard Feringa por diseñar y producir máquinas moleculares. En ese ámbito de trabajo es en el que participan los investigadores de la UDC, pertenecientes al grupo de Química Molecular y de Materiales (Quirolmat), en el Centro de INvestigaciones CIentíficas Avanzadas (CICA) de la Universidad coruñesa. Según explicó el investigador Carlos Peinador, "trabajamos en estructuras supramoleculares de tamaño nanométrico que funcionen como máquinas moleculares".

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