Premio Nobel de Química al descubrimiento de las máquinas más pequeñas del mundo

MIGUEL G. CORRAL, http://www.elmundo.es/social/usuarios/miguelgcorral/

05/10/2016 12:05

El premio Nobel de Química se ha concedido a Jean Pierre Sauvage, de la Universidad de Estrasburgo (Francia), James Fraser Stoddart, de la Universidad de Northwestern (EEUU) y a Bernard L. Feringa, de la Universidad de Groningen (Holanda), por el “diseño y la síntesis de máquinas moleculares”, ha asegurado el secetario general de la Academia Sueca de Ciencias, Göran Hansson durante la ceremonia de anuncio de los ganadores. Se trata de la fabricación de las máquinas más pequeñas del mundo, más de 1.000 veces más pequeñas que el ancho de un cabello.

“Ustedes han usado la cafetera para desayunar esta mañana o habrán venido en vehículos a motor… Ha sido un sueño para los científicos durante siglos poder construir máquinas como esas pero a una escala nanométrica, y un nanométro es un millón de veces más pequeño que un milímetro”, ha asegurado la presidenta del Comité Nobel de Química Sara Snogerup Linse durante el acto de anuncio del galardón. Y los bollos volvieron a hacer aparición en la presentación. Ejemplificando con dónuts encadenados, la profesora de Física de la Universidad de Lund (Suecia) explicó la base de la construcción de estas diminutas máquinas fabricadas con moléculas. La construcción más simple es precisamente dos anillos encadenados, pero no unidos de forma química, sólo física, de manera que se puedan mover uno dentro de el otro, peo no puedan separarse. “¿Quieren saber ustedes cómo son estas máquinas?”, preguntó la profesora antes de acercarse a un cilindro que cubría una superficie. Y tras destapar y dejar al descubierto una cartulina vacía, añadió: “Ay, lo siento, es imposible que ustedes las vean porque son 20.000 veces más pequeñas que el ancho de un pelo humano”, bromeó.

En 1983, Sauvage y su equipo lograron el avance que supuso el punto de partida de este nuevo y prometedor campo de investigación e ingeniería: las cadenas moleculares. Y el pegamento que se utilizó para la construcción de estas estructuras en forma de cadena era un ión de cobre. Éste se une a un anillo y atrae a su vez a otra molécula en forma de media luna. Una vez unida esa estructura, otra molécula en forma de media luna se una a la otra mitad cerrando el anillo dentro de la otra molécula circular de manera que quedan como los eslabones de una cadena. Después el ión de cobre es retirado y los eslabones quedan unidos de forma mecánica, no química, y pueden moverse con libertad, pero sin separarse un anillo de otro. Es lo que en el campo de la química se han llamado Catenano.

Esta es la base, la construcción más sencilla, de las mucho más complicadas máquinas que han sido construidas desde entonces. Fue Fraser Stoddart, quien se crió en una granja en Esocia sin electricidad y sin comodidades habituales hoy en día como televisión u ordenador, quien ideó por primera vez un modelo para unir estos catenanos capaces de moverse uno sobre otro a un eje. Sencillo, pero se trataba del primer motor molecular diseñado por el hombre: el llamado rotaxano. Obviamente a todas estas máquinas les falta un elemento clave para su funcionamiento: la energía. Stoddart y su equipo consiguieron pronto controlar a su antojo el movimiento provocado por una fuente de calor sobre el rotaxano.

Después vinieron los ascensores moleculares, los chips o los músculos artificiales. Pero no fue hasta 1999 cuando el tercer galardonado, Ben Feringa, logró construir el primer motor molecular. Daba comienzo una “nueva era molecular”, según Feringa, quien construyó hace pocos meses una molécula capaz de moverse de forma análoga a la de un coche, con sus cuatro ruedas y un eje capaz de transformar la energía en movimiento y transmitirlo a esas ruedas moleculares..

«No podemos hacer una máquina molecular mirando cómo es un motor de un coche y tratando de imitarlo», explicó ayer Pau Ballester, investigador ICREA en el Instituto Catalán de Investigación Química. «Las leyes de la física no funcionan igual a escala molecular».

Las posibilidades para el futuro son infinitas, desconocidas, inimaginables aún. Según citó al propia Snogerup Linse tras el anuncio, se abre la puerta al diseño de materiales inteligentes, capaces de cambiar su forma, sus propiedades o sus funciones dependiendo del tejido al que se una o de las señales químicas que se le envíen.

“El sueño es diseñar robots diminutos que se puedan inyectar en un tejido e introducir fármacos en una célula determinada o detectar células cancerígenas, por ejemplo, pero hay muchos otros campos de trabajo, como el de los materiales inteligentes”, explicó Ben Feringa, uno de los tres premiados, durante una conexión telefónica con el Comité del nobel y la prensa.