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Nobel de Química para máquinas diminutas

Son ascensores, músculos y motores diseñados con moléculas

Jueves 06 de octubre de 2016
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LA NACION

El Premio Nobel de Química 2016 corona el trabajo de un grupo de químicos que convirtieron en realidad las ensoñaciones de escritores y cineastas: desarrollaron máquinas 1000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello.

Jean-Pierre Sauvage , de la Universidad de Strasbourg, en Francia; sir J. Fraser Stoddart, de la Universidad de Evanston, en los Estados Unidos, y Bernard Feringa, de la Universidad de Groningen,en Alemania, compartirán el premio de 930.000 dólares por haber encabezado la revolución en ciernes de las "máquinas moleculares". Diseñaron mecanismos diminutos que se autoensamblan y actúan ante ciertos estímulos. De hecho, ya crearon un ascensor minúsculo, músculos artificiales y motores liliputienses.

"La división de las células, el movimiento de los músculos está todo controlado por motores moleculares -dijo Bernard Feringa al responder a la llamada de la Academia Real de Ciencias Sueca-. Y ésa es la razón por la que construimos estas máquinas. Usamos las moléculas como una suerte de LEGO."

Fue el premio Nobel Richard Feynman, célebre por su visión de las posibilidades de la nanotecnología, quien en una conferencia de 1984 propuso a su audiencia la idea de desarrollar máquinas pequeñísimas. Al parecer, no estaba al tanto de que Sauvage ya había dado el primer paso. Un año antes, el científico francés había logrado unir dos moléculas (una molécula es un grupo ordenado de átomos que constituye la porción más pequeña de una sustancia pura y conserva todas sus propiedades) con forma de anillo para formar una cadena. Las llamó catenanos. El segundo paso lo dio Stoddart en 1991, cuando creó los rotaxanos: una molécula con forma de anillo que se desliza en torno de una hebra. El propio Stoddart y otros químicos aprendieron a controlarlos usando cambios en la acidez, la luz o la temperatura. Y luego los emplearon para fabricar un ascensor, músculos y chips moleculares.

Feringa fue el primero en desarrollar un motor molecular en 1999. Y más tarde creó un "nanoauto" de cuatro ruedas.

"Lo que hicieron Sauvage, Stoddart y Feringa fue encontrar una forma alternativa de pensar el diseño de compuestos -explica Luis Baraldo, vicedecano de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la UBA y docente del Departamento de Física-. En lugar de pensar en los enlaces normales fuertes (la forma en que se mantienen unidos los átomos en las moléculas), ellos diseñaron las moléculas con enlaces débiles, que se rompen fácilmente. Es el mismo principio con el que funciona la maquinaria biológica. Puede imaginarse así: uno crea las piezas, les agrega un imancito o un parche de velcro, y las pone en un bolillero que gira. Si en vez de adherirse de un solo lado se engarzan por 10 lados a la vez, serán resistentes. Es una clase de química muy «anormal» en la que uno mezcla las cosas y si están bien diseñadas y uno espera, tendrá una estructura autoensamblada: así se forma el ADN, las membranas celulares o las cápsulas de los virus. Si las interacciones están bien programadas, es posible generar estructuras que de otra manera serían muy difíciles de obtener."

Para Galo Soler Illia, nanotecnólogo de la Universidad de San Martín, "lo alucinante es que usaron prácticamente todas las herramientas de la química para hacer moléculas muy complejas que pueden hacer ciertos movimientos de acuerdo con los estímulos que reciben. Por ejemplo, abrirse como una flor según con qué pH se encuentren. Gracias a estos trabajos, ahora tenemos la capacidad de pasar de la química inanimada a la animada. Esto nos va a acercar a la biología sintética avanzada: sistemas autorreplicantes y vida artificial".

Según Mario Tagliazucchi, investigador del Instituto de Química, Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (Inquimae), "los tres desarrollan sistemas en la escala de nanómetros que copian funciones de sistemas macroscópicos, tales como interruptores, motores, bombas, cajas, rotores, músculos artificiales. Lo fantástico es que las «máquinas» están compuestas por una única o muy pocas moléculas pequeñas y logran controlar exactamente su estructura y función mediante nuevas herramientas de síntesis química orgánica que ellos desarrollaron".

Y concluye Baraldo: "Estas moléculas seguramente darán aplicaciones que aún ni imaginamos. Eso es lo interesante de la ciencia: brinda nuevas oportunidades a quien quiera perseguirlas".

Quiénes son los ganadores

JEAN-PIERRE SAUVAGE

PROFESOR DE LA UNIVERSIDAD DE STRASBOURG

Nacionalidad: francesa

J. FRASER STODDART

PROFESOR DE LA UNIVERSIDAD NORTHWESTERN EN EVANSTON, Ee.UU.

Nacionalidad: inglesa

BERNARD FERINGA

PROFESOR DE LA UNIVERSIDAD DE GRONINGEN

Nacionalidad: holandesa

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