En 2016 el Premio Nobel de Química ha recaído en los investigadores Jean-Pierre Sauvage de la Universidad de Estrasburgo (Francia), Sir J. Fraser Stoddart de la Universidad del Noroeste (EE UU) y Bernard L. Feringa de la Universidad de Groninga (Países Bajos), según ha anunciado hoy la Real Academia Sueca de las Ciencias.
Ascensor molecular basado en el rotaxano. / NobelPrize.org
En el acta del jurado se destaca la aportación de los galardonados al “diseño y producción de máquinas moleculares”. Los tres científicos han desarrollado moléculas con movimientos que se pueden controlar y que pueden ejecutar tareas específicas cuando se les aporta energía.
Al igual que en la historia de la computación ha sido esencial la miniaturización de sus componentes, los tres nuevos premios nobel también han logrado miniaturizar sus máquinas moleculares, llevando a la química a una nueva dimensión.
El primer paso hacia una máquina molecular lo dio en 1983 Jean-Pierre Sauvage (París, 1944), cuando vinculó dos moléculas en forma de anillo para formar una cadena llamada catenano.
Las moléculas se unen normalmente por enlaces covalentes fuertes en los que los átomos comparten electrones, pero en este caso se unieron por enlaces más libres. Para que una máquina pueda realizar una tarea debe constar de partes que se pueden mover unas respecto a las otras. Los dos anillos entrelazados cumplen con este requisito.
Un ascensor molecular y un nanocoche
El motor molecular está hoy en el mismo escenario en que estaba el eléctrico en 1830, cuando nadie sabía que existirían las lavadoras
En 1991 se avanzó un nuevo paso cuando Fraser Stoddart (Edimburgo, 1942) desarrolló un rotaxano. El químico enroscó un anillo molecular sobre un diminuto eje, también molecular, y demostró que el anillo era capaz de moverse por él. Entre sus desarrollos basados en rotaxanos figura un ascensor molecular, un músculo molecular y un chip de ordenador basado en esta molécula.
Por su parte, el holandés Bernard Feringa (Barger-Compascuum, 1951) se convirtió en la primera persona que desarrolló un motor molecular. Fue en 1999, cuando consiguió una pala de rotor molecular que gira constantemente en la misma dirección. Con este tipo de motores moleculares logró girar un cilindro de vidrio con un tamaño 10.000 veces más grande que el propio motor, además de diseñar un nanocoche.
Motor molecular anclado a una superficie de oro y nanocoche propuesto por Feringa. / NobelPrize.org
Los ganadores del Premio Nobel de Química 2016 han sacado los sistemas moleculares fuera del estado de equilibrio y los han llevado a estados energéticos en los que pueden controlar sus movimientos.
En términos de desarrollo, el motor molecular está ahora en el mismo escenario que se encontraba el motor eléctrico en la década de 1830, cuando sus creadores presentaron manivelas giratorias y ruedas sin saber que iban a conducir a los trenes eléctricos, las lavadoras, los ventiladores y tantos otros dispositivos actuales.
Según los expertos, las máquinas moleculares probablemente se utilizarán en el desarrollo de nuevos materiales, sensores y nuevos sistemas de almacenamiento de energía.
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