Premio Nobel de Química 2016, la revolución de las micromáquinas

Greta Díaz GV.

El inicio de la revolución tecnológica sucedió a mediados del siglo XVIII; en ese entonces se sabía que llevaría grandes cambios, pero no se sabía con exactitud cómo y cuáles serían estos avances. Sucede algo similar con el Premio Nobel de Química de 2016, o al menos así lo afirma el comité que otorga este reconocimiento.

Este año, los galardonados fueron: Jean-Pierre Sauvage de Francia, Sir J. Fraser Stoddart de Escocia y Bernard L. Feringa de Países Bajos. Estos tres científicos se han dedicado a desarrollar y producir máquinas moleculares, pero ¿qué es eso? José Norberto Farfán, investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México, nos explica

Si vemos de qué está hecha la química orgánica, está hecha de átomos, hidrógeno, nitrógeno, carbono.  La idea que desarrollaron es por medio de enlaces químicos es hacer compuestos y que estos compuestos puedan ensamblarse para hacer algún trabajo o una función.  Están hechos de estructuras que están hechas sintéticamente. Entonces vas haciendo enlaces y vas haciendo reacciones  y de ahí vas armando la estructura que quieres. Eso es lo que realmente es una máquina molecular.

MÁQUINAS MOLECULARES

En 1984 Richard Feyman, premio Nobel de este mismo rubro, se preguntó qué tan pequeña podría llegar a ser una máquina. Su visión era que la nanotecnología tendría un gran desarrollo con el paso del tiempo. Y así fue. Las máquinas moleculares puede llegar a ser hasta mil veces más delgadas que un cabello y están diseñadas para realizar tareas a nivel microscópico. Eric Cuevas Yañez, investigador de la Facultad de Química de la Universidad Autónoma del Estado de México, afirma que los galardonados trabajaron tanto en el desarrollo de estas máquinas como en la tecnología adecuada para controlar y detectar el movimiento que realizan.

Qué es lo que hicieron las personas que fueron galardonadas con el Premio Nobel, trabajaron precisamente en diseñar moléculas que puedan hacer este tipo de movimientos mecánicos. Número uno, cómo hacer el movimiento mecánico. Y número dos, cómo detectar este movimiento mecánico. A nivel macroscópico, nosotros vemos el movimiento. Hay cambio de lugar o alguna actividad, pero obviamente a nivel molecular es un poco más complicado, necesitamos desarrollar la técnica adecuada

Norberto Farfán advierte que en la actualidad hay diversos usos para las máquinas moleculares, por el momento se prevé usarlos principalmente en la medicina e industria farmacéutica; sin embargo también se espera encontrar nuevos usos que representarán grandes avances.

Puedes hacer algunos micro, menos de micro, a nivel atómico puedes hacer una máquina como un músculo. La otra es estos motores moleculares le puedes enlazar un fármaco y hacer que llegue a algún lugar y que lo libere. Un problema con los fármacos es que pueden llegar a todo el torrente sanguíneo.  También ahorita están en los inicios, es algo que se ve a futuro pero no va a pasar mucho tiempo antes de que se empiece a hacer este tipo de cosas.

EL DESARROLLO DE LA NANOTECNOLOGÍA

A pesar de que los esfuerzos para crear cadenas moleculares comenzaron desde 1950, fue hasta 1983 que el equipo del químico francés Jean Pierre Sauvage logró crearlas y las denominó catenanos. Este fue el primer paso para crear las máquinas moleculares, el cual llevó a que, más adelante, en 1994, este mismo equipo lograra hacer que los anillos de estas cadenas rotaran al agregar energía.

Por otro lado, en 1991 el equipo de Fraser Stoddart logró crear los rotaxanos: una molécula en forma de anillo que gira alrededor de un eje; para 1994, lograron controlar el movimiento de los rotaxanos, lo que los llevó a crear diversas máquinas moleculares como un elevador y un músculo artificial basados en estructuras químicas.

Finalmente, Ben Feringa creó en 1999 el primer motor molecular: una máquina molecular mecánicamente construída para dirigirse hacia una dirección en particular. Más adelante, en 2011 su equipo logró unir cuatro motores moleculares para construir un nano-coche.

PREMIO NOBEL DE QUÍMICA 

Eric Cuevas Yañez explica que es común que en lo premios Nobel de Química se reconozca a más de un científico ya que muchas veces, a pesar de trabajar por separado, llegan a resultados similares y muchas otras los trabajos de uno sirven para el crecimiento del otro.

Ellos desarrollaron el concepto de manera independiente. Esto es algo que pasa en los Nobel de química, los grupos de investigación van trabajando de manera paralela. A veces un grupo es competencia del otro y de alguna manera se van retroalimentando, y eso hace que sean más ricos. A veces trabajan de manera conjunta pero en muchas ocasiones también pueden trabajar en paralelo y ellos desarrollan un tipo de química que se va desarrollando con la otra. Y eso fue lo que pasó exactamente con los galardonados. En realidad trabajaron por su cuenta y en conjunto publicaron artículos donde publicaban las propiedades y después empezaron a postular el concepto de máquinas moleculares.

Los científicos que son galardonados con los Premios Nobel generalmente trabajan con equipos de investigación que llegan a alcanzar hasta las 40 o 50 personas. Eric Cuevas Yañez explica que, a pesar de que en México se tiene un buen desarrollo en el campo de la química, todavía faltan más científicos interesados, así como equipos de trabajo más numerosos.

La ciencia aquí en México, la gente te puede hacer lo que tú quieras. Tan es así que colaboramos con la industria farmacéutica, desarrollamos y mejoramos procesos. Y eso a lo mejor no se ve en un premio nobel, pero es una contribución muy importante para la industria y para la sociedad. ¿Qué nos hace falta? Pensar en este tipo de proyectos. Para desarrollar este tipo de proyectos se requiere mayor dinero y también hace falta científicos. Si analizas cuánta gente intervino en la preparación de estos trabajos, te vas a dar cuenta que sus grupos de investigación son enormes. En cambio en México los grupos de investigación son pequeños. Se tienen ideas muy ambiciosas pero hay muy poca gente que las pueda ejecutar.

EL PAPEL DE MÉXICO EN LA INVESTIGACIÓN

Por otro lado, según un análisis del Fondo Económico Mundial, México es uno de los tres países que menos invierte en la investigación, ya que únicamente invierte el .43 por ciento de su producto interno bruto mientras que países como Israel y Corea invierten hasta el 4.1 por ciento. Norberto Farfán menciona que este es uno de los principales retos que el país debe superar para generar más y mejor conocimiento.

Estamos en el mundo del conocimiento, los países más desarrollados son los que más invierten en ciencia, pero para eso hay que tener gente formada y  especializada en cada campo. Hay buen nivel en México pero somos pocos comparados con lo que se hace en los países desarrollados. Ellos invierten cerca del 4% del PIB en investigación y en México estamos en menos del 1%. Cualquier investigación que se haga en algún momento va a repercutir en un avance a la humanidad o en el desarrollo de algún producto. Pero para eso se necesita tener una inversión buena en ciencia y un cuadro de gente preparada.

 

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