Nobel por revolucionar la nanotecnología con los puntos cuánticos

miércoles, octubre 4, 2023

El Nobel de Química ha distinguido este miércoles al francés Moungi Bawendi, el estadounidense Louis Brus y el ruso Alexei Ekimov por el hallazgo y desarrollo de los puntos cuánticos, que han revolucionado la nanotecnología y que tienen múltiples aplicaciones en electrónica, medicina y química

Tiempo de lectura: 3 minutos

 

El Nobel de Química ha distinguido este miércoles al francés Moungi Bawendi, el estadounidense Louis Brus y el ruso Alexei Ekimov por el hallazgo y desarrollo de los puntos cuánticos, que han revolucionado la nanotecnología y que tienen múltiples aplicaciones en electrónica, medicina y química.

Esas partículas tan pequeñas «que su tamaño determina sus propiedades» iluminan pantallas de ordenadores y televisores, así como lámparas LED, y son usadas para provocar reacciones químicas o para extirpar tumores, explica la Real Academia de Ciencias Sueca, institución que otorga el premio cada año.

Ekimov y Brus crearon de forma independiente puntos cuánticos y Bawendi transformó los métodos para producirlos mejorando su calidad, lo que permitió su uso en nanotecnología.

Este año, el nombre de los ganadores había sido revelado en un comunicado, horas antes del anuncio oficial, enviado por error por la Academia a varios medios suecos.

El secretario general de la Real Academia Sueca de Ciencias, Hans Ellegren, lamentó hoy «profundamente» el envío, por «una razón aún desconocida», del comunicado, aunque destacó que «lo importante es que no afectó en ningún modo a la concesión de los premios».

El Nobel dormía

Ellegren hizo estas declaraciones en la rueda de prensa en la que se anunció el galardón de forma oficial, a la que también se conectó por teléfono uno de los galardonados Bawedi.

El nuevo nobel aseguró que estaba «muy sorprendido» y «muy honrado» por un premio que no esperaba y del que supo cuando recibió la llamada del Academia Sueca, pues estaba durmiendo.

El presidente del Comité del Nobel de Química, Johan Åqvist, fue el encargado de explicar el premio y qué son los puntos cuánticos, que tienen muchas propiedades fascinantes e inusuales y, lo más importante, tienen diferentes colores dependiendo de su tamaño».

Durante décadas los científicos especularon con que las nanopartículas podían tener características inusuales y, a través de herramientas matemáticas, predijeron numerosos efectos cuánticos dependientes del tamaño, pero carecían de la tecnología necesaria para probarlo en la práctica.

Desde Rusia

A finales de la década de 1970, Ekimov, que entonces trabajaba en un instituto óptico estatal en la Unión Soviética, se empezó a interesar en cómo una misma substancia podía producir vidrios de distintos colores y usó semiconductores para examinar esos vidrios.

Decidió elaborar cristales coloreados con cloruro de cobre, calentó el vidrio fundido y, una vez enfriado y endurecido, lo pasó por rayos X, descubriendo que la absorción de luz se veía afectada por el tamaño de las partículas: por primera vez, alguien había producido de forma deliberada puntos cuánticos.

Ekimov publicó su descubrimiento en una revista científica soviética, de difícil acceso fuera de la URSS, en 1981.

Dos años más tarde, Brus se convirtió en el primer investigador en descubrir efectos cuánticos dependientes del tamaño en partículas flotando de forma libre en un fluido.

Mientras trabajaba en cómo usar la energía solar para provocar reacciones químicas, Brus decidió usar partículas de sulfuro de cadmio, que pueden capturar la luz, con un resultado sorprendente: las de mayor tamaño absorbían la luz a longitud de onda habitual, pero las más pequeñas tenían una absorción que cambiaba hacia el color azul.

Hallazgos

Brus advirtió que había observado un efecto cuántico dependiente del tamaño y publicó su hallazgo.

Pero el método desarrollado por este científico estadounidense tenía un problema: la calidad de las nanopartículas era impredecible y muchas contenían a menudo defectos, lo que limitaba sus aplicaciones.

Bawendi, entonces un estudiante de postdoctorado, se incorporó en 1988 al laboratorio de Brus, donde trabajó en el desarrollo de métodos para mejorar la producción de puntos cuánticos, tarea que continuó luego en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE.UU).

Y en 1993 se produjo el avance definitivo: inyectando las substancias que luego formarían nanocristales en un disolvente calentado, saturó la solución, lo que hizo que se empezaran a formar de modo simultáneo diminutos embriones de cristal y, variando la temperatura, crearon cristales de distinto tamaño.

Los cristales producidos eran «casi perfectos» y provocaban diferentes efectos cuánticos, lo que abrió el camino para que más científicos empezaran a trabajar con la nanotecnología y con las propiedades únicas de los puntos cuánticos.

¿Quiénes son?

Nacido en 1945 en la antigua URSS, Ekimov se doctoró en 1974 en el Instituto Físico-Tecnico Ioffe de San Petersburgo y posteriormente recibió el Premio Estatal de Ciencia e Ingeniería soviético antes de emigrar en 1999 a Estados Unidos, donde trabaja en la investigación privada.

Louis Brus (Cleveland, Estados Unidos, 1943) se doctoró por la estadounidense Universidad de Columbia en 1969, de la que es profesor emérito y en la que investiga en la actualidad.

Moungi G. Bawendi (París, 1961) se doctoró en 1988 por la estadounidense Universidad de Chicago y en la actualidad enseña en el prestigioso Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).

Los tres compartirán los 11 millones de coronas suecas (casi un millón de euros) con que están dotados este año todos los Nobel y suceden en el palmarés del premio a los estadounidenses Barry Sharpless y Carolyn Bertozzi y al danés Morten Medal, distinguidos en 2022 por el desarrollo de la química del clic.

La ronda de ganadores de los Nobel continuará mañana con el premio de Literatura. EFE