Nobel de Química 2016: Els motors més petits del món

El Premi Nobel de Química l‘han guanyat tres investigadors pel “disseny i síntesi de màquines moleculars”. Aquest 2016 estan d’enhorabona a Escòcia, que ja porten tres premis Nobel.  En aquest cas és Sir J. Fraser Stoddart, que junt amb l’holandès Bernard L. Feringa i el francès Jean-Pierre Sauvage van trobar la manera de fabricar els motors més petits del món.

Amb la idea de màquines fetes directament manipulant els àtoms feia temps que s’hi jugava, però simplement no sabíem con construir-les. De fet, fa cinquanta anys tampoc estava clar que servissin per res, però fabricar-les era tot un repte. I no hi ha res més engrescador que un bon repte.

El primer pas el va fer en Sauvage quan va començar a jugar amb dues molècules. Una era circular i l’altra tenia forma allargada. La gràcia era que si a la barreja hi afegia un àtom de coure, aquest es posava al centre de la molècula rodona i també atreia la molècula allargada que es plegava i tancava sobre si mateixa. Després enretirava l’àtom de coure i quedaven dues molècules circulars entrelligades. Era una estructura curiosa i de seguida van començar a fer altres molècules amb formes geomètriques divertides. Llaços, trèvols i anelles semblaven una curiositat sense més.

La gràcia era que poder entrellaçar dues molècules volia dir que ja podies construir una cadena… de mida molecular. Encara més. Si podies fer girar una de les dues anelles tenies el principi d’un sistema rotor, de nou, de la mida d’uns pocs àtoms. El primer pas ja estava fet.

El següent el va fer en Stoddart. En aquest cas també va jugar amb molècules allargades i rodones. I va treure profit d’un fet simple en química. Si una molècula va sobrada d’electrons i a una altra n’hi falten, la tendència serà a ajuntar-se per compensar-se mútuament. Ell va dissenyar una molècula rodona que tenia dèficit d’electrons i una allargada amb dos  punts intermedis on hi havia excés d’electrons. La tendència de la rodona era ficar-se just entremig d’aquests dos punts i el resultat era… una roda ficada en un eix, tot de dimensions moleculars!

Fins ara havien anat aconseguint les peces d’un motor, però faltava l’últim pas. El que va donar en Feringa. Ell va dissenyar una molècula, també circular, que, quan la il·luminava amb llum UV experimentava un canvi en la seva estructura. Una part de la molècula girava en un sentit.  Però tot seguit, la tensió generada en els enllaços entre àtoms s’alliberava de manera que la molècula acabava de girar i tornava a la posició inicial, on la llum UV tornava a empènyer-la. Tenia exactament un motor molecular que podia rodar.

Ara el disseny d’aquests mecanismes moleculars s’ha anat sofisticant més i més. Per fer-nos una idea, aquest mes s’havia de fer, a Tolosa, una cursa de motors moleculars dissenyats per diferents equips. Els prototips estan a punt, però ho han aplaçat per poder fer el seguiment com cal. El problema és que cal un tipus de microscopi molt particular per seguir el moviment de “vehicles” que només mesuren uns quants àtoms de llarg. Quan el microscopi del CERN estigui a punt, tindrà lloc la cursa.

I això només acaba de començar. Ara ja podem somiar en màquines que, per exemple, transportin els medicaments directament  i de manera ben controlada, a les cèl·lules que ens interessin. Totes les fantasies de la nanotecnologia les tenim a tocar dels dits gràcies a aquests pioners que van començar a imaginar com manipular els àtoms per aconseguir que esdevinguessin màquines moleculars.

4 comentaris

  • Júlis

    06/10/2016 10:27

    Fascinant!!! I, a més, motors que funcionen amb energies renovables com la llum UV!! Hihi

  • Daniel Closa

    06/10/2016 9:23

    Carquinyol. Doncs sí. Merpetits ja no es poden fer!

    Pons: de fet, això és un dels problemes que sintenta resoldre actualment. Els medicaments més antics van per tot el cos. Ara en tenim que son una mica selectius, però no massa. Per això tenen efectes secundaris. Perquè actuen sobre més cèl·lules de les que caldria

  • Pons

    06/10/2016 8:42

    Es desconcertant l’últim paràgraf perquè això vol dir que actualment els medicaments bàsicament actuen on els hi dona la gana >_<

  • Carquinyol

    06/10/2016 7:51

    La cosa ha arribat a uns extrems que ben bé podríen haver guanyat el Nobel de Mecànica (si existís)… o el de Lego !

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús