Creadores de máquinas moleculares ganan el Premio Nobel de Química 2016

Estocolmo, Suecia, a 05 de octubre de 2016.- Un trío que construyó motores y dispositivos de una fracción del tamaño del ancho de un cabello humano ha establecido el escenario para un nuevo tipo de industria.

Bernard Feringa dijo que entró en shock "cuando encendió una máquina molecular por primera vez y vio movimiento". El químico dijo que estaba igual de sorprendido esta mañana cuando recibió una llamada de Estocolmo, Suecia, diciéndole que su trabajo le hizo merecedor este año del Premio Nobel de Química.

Feringa comparte el premio con los químicos Jean-Pierre Sauvage y Sir. J. Fraser Stoddart, al igual que los $923 mil francos suizos que otorga el galardón, por construir máquinas en la más pequeña de las escalas –la escala nanométrica, mil veces más pequeño que el ancho de un cabello o una mil millonésima parte de un metro–. Motores, ascensores y músculos moleculares, y hasta vehículos miniatura con tracción en las cuatro ruedas, fueron citados por el comité del Nobel como algunas de las invenciones de los tres científicos, que dominaron las técnicas de construcción y la capacidad de crear energía para hacer mover las cosas.

Los científicos en el comité Nobel, y el propio Feringa en una entrevista, hicieron hincapié en que las aplicaciones prácticas aún no se han resuelto, pero quizás estaban siendo demasiado modestos. Máquinas a escala nanométrica basadas en estos principios de diseño ya han comenzado a dar forma al futuro de la medicina: Scientific American ha informado recientemente de nano-robots que se pueden enviar a través de los vasos sanguíneos y nanomateriales que pueden monitorear la salud de los órganos vitales, mientras que algunos de los trabajos de Stoddart fueron destacados en un artículo en la revista en 2007.

Sauvage nació en 1944 y trabaja en la Universidad de Estrasburgo, Francia. Stoddart nació en 1942 y se encuentra ahora en la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, EE.UU. Feringa nació en 1951 y trabaja en la Universidad de Groningen, Holanda.

Sauvage fue el primero en dar un gran paso hacia una pequeña máquina en 1983, cuando ligó dos moléculas en forma de anillo para formar una cadena, con un componente libre para moverse alrededor del otro, en lugar de estar fijado en un solo lugar. Para que una máquina sea capaz de realizar una tarea, sus partes deben ser capaces de moverse una respecto a la otra. Los dos anillos entrelazados cumplen este requisito, dijo Olof Ramstrom, un químico en el Instituto Real de Tecnología de Estocolmo y miembro del comité del premio Nobel de Química.

Luego, en 1991, Stoddart mostró que componentes moleculares podían ser controlados. Él y su equipo hilaron un anillo molecular a un eje molecular delgado y lo movieron a diferentes sitios y luego de vuelta. El anillo se mantuvo en torno a este eje, porque los dos componentes tenían grupos de electrones complementarios que los mantenían juntos, pero lo suficientemente flojos como para moverse. Cuando Stoddart añadió calor –excitando los electrones en varios segmentos del eje– el anillo se deslizó hacia arriba y hacia abajo. Este tipo de control preparó el escenario para dispositivos como un ascensor molecular, que sube y baja, y un músculo molecular que puede expandirse y contraerse.

Feringa utilizó la idea de la energía añadida para crear movimientos de giro, esenciales para un verdadero motor. En 1999 logró que una pala de rotor molecular girara en una dirección, superando los movimientos aleatorios básicos de las moléculas. Para el año 2014 su motor giraba a 12.000 revoluciones por segundo. También ha utilizado motores para hacer girar un cilindro de vidrio que es 10.000 veces más grande que el propio motor. Y su equipo ha relacionado varios motores y ejes para crear un nanocoche con tracción en las cuatro ruedas.

¿Cómo puede todo esto cambiar el mundo en que vivimos? Muchos observadores lo comparan a la situación a finales del siglo XIX, cuando los científicos acababan de empezar a crear motores mucho más grandes alimentados por la electricidad. Hoy tenemos taladros, lavadoras y automóviles. Feringa hizo una comparación con los hermanos Wright.

Una vez que se construyó una máquina voladora, dijo, la gente reaccionó con alegría, pero también se preguntaron para qué podría ser utilizada. "Y hoy tenemos aviones Boeing 747", dice el químico. Las posibles aplicaciones de las máquinas moleculares van desde robots que cazan el cáncer en el cuerpo hasta pequeños dispositivos de almacenamiento de energía para computadoras, piensa.

Donna Nelson, química y presidenta de la Sociedad Americana de Química, dice: "Creo que este tema va a ser fabuloso para la ciencia. Cuando se da el premio Nobel este trae mucho interés de otros investigadores por el tema. También aumentará los fondos". Nelson también toma nota de esta área en particular, máquinas diminutas,"será fascinante para los niños, pueden visualizar e imaginar un nanocoche. Esto llega en un gran momento, cuando tenemos que inspirar a la próxima generación de científicos".

Y la inspiración trae resultados. Los ganadores de hoy se inspiraron, al igual que muchos de su profesión, por una conferencia de 1959 por otro premio Nobel, el físico Richard Feynman, quien se refirió a la posibilidad de la construcción en las escalas más pequeñas. Su conferencia se tituló “There’s Plenty of Room at the Bottom” (Hay mucho sitio al fondo). Hoy esa habitación al fondo ha demostrado ser una ruta a la cima del mundo científico.