Los científicos Moungi Bawendi (Francia), Louis Brus (Estados Unidos) y Alexei Ekimov (Rusia) fueron galardonados hoy con el Premio Nobel de Química "por el descubrimiento y la síntesis de puntos cuánticos", partículas de tamaño nanométrico capaces de absorber y emitir luz y que están ya presentes en "televisores, lámparas LED, y también pueden guiar a los cirujanos cuando extirpan tejido tumoral".
"Los premios Nobel de Química 2023 lograron producir partículas tan pequeñas que sus propiedades están determinadas por fenómenos cuánticos. Las partículas llamadas puntos cuánticos tienen hoy en día una gran importancia en la nanotecnología", indicó en un comunicado la Real Academia Sueca de Ciencias al anunciar el premio, cuyos nombres se conocieron antes del anuncio oficial porque se "filtraron" a la prensa sueca.
El físico e investigador de Conicet Federico Pont explicó a Télam que "los puntos cuánticos son materiales muy pequeños, del tamaño de los nanómetros (división de un metro en 100 millones de partes). Esto hace que los electrones se comporten de una manera muy particular y puedan absorber y emitir luz de una forma que puede regularse de acuerdo al tamaño del material".
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Para comprender qué es un punto cuántico es necesario comenzar por explicar la estructura de la unidad más pequeña del mundo: el átomo. Los átomos están formados por un núcleo (con protones y neutrones) y electrones que orbitan alrededor.
"En los materiales comunes, los electrones de los distintos átomos se mueven como en un mar en forma libre. Si, en cambio, nosotros creamos una materia muy muy pequeña, esos electrones ya no se ven tan libres y comienzan a moverse en órbitas como en un átomo", detalló Pont, miembro del Instituto de Física Enrique Gaviola, de doble dependencia Conicet y Universidad Nacional de Córdoba.
Y continuó: "Cuando se irradia luz a ese material puede llevar un electrón de una órbita a la otra o decaer, y al hacerlo emiten luz. Entonces, con el tamaño del material, uno puede regular esa distancia entre las órbitas y eso hace que la luz que se emita sea diferente".
Para la elaboración de estas nanopartículas se utilizan materiales semiconductores (como el cadmio, boro, aluminio o silicio) que son aquellos que pueden transmitir la electricidad si se los expone a altas cargas eléctricas; es decir no es tan transmisor como los conductores (metales) pero tampoco es aislante (como la madera o el plástico).
"En los años 80, Alexei Ekimov pudo demostrar que estos puntos cuánticos emiten luz y que el color de esa luz (que dependerá de la longitud de onda) depende del tamaño de esas partículas; es decir que un material compuesto químicamente por los mismos elementos puede emitir diferentes longitudes de onda de diferente color según el tamaño que tenga", detalló por su parte Martín Desimone, miembro del Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco (Iquimefa) de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA y Conicet.
Unos años más tarde, "Louis Brus pudo demostrar que ese efecto dependiente del tamaño, por ejemplo, esa emisión de fluorescencia, podía observarse en sistemas fluidos en líquidos, con lo cual generó un gran potencial para todas las aplicaciones biológicas o médicas", describió Desimone.
"Finalmente -añadió- Moungi Bawendi fue el que pudo lograr una síntesis de los puntos cuánticos permitiendo obtener partículas de una altísima calidad, indispensable para las aplicaciones de estos nanomateriales".
En la actualidad, los puntos cuántico tienen varias aplicaciones: "Se utilizan en el área de la electrónica, porque con estos nanomateriales se pueden fabricar transistores más pequeños y mucho más eficientes; se los usa también para los televisores led y para el desarrollo de láser y sensores o dispositivos de imágenes", detalló.
Además, el investigador precisó: "En el campo de la medicina son utilizados para diagnóstico, porque pueden marcarnos una determinada ubicación ya que los podemos direccionar a un determinado tejido, o al inicio de un proceso maligno, etc.".
"Esto es posible porque los puntos cuánticos, además de su capacidad de fluorescencia, tienen la posibilidad de pegarles un anticuerpo o incorporarle moléculas terapéuticas, entonces con un direccionamiento podemos hacer que vayan hacia un determinado tejido y por su florescencia nos marquen que están en ese lugar y ver el agente terapéutico", concluyó.
Moungi Bawendi nació en 1961 en París (Francia) y se doctoró en 1988 en la Universidad de Chicago (EEUU); actualmente es profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).
Por su parte, Louis Brus nació en 1943 en Cleveland (EE.UU) y se doctoró en 1969 en la Universidad de Columbia (Nueva York); donde actualmente es profesor.
Finalmente, Alexei Ekimov nacido en 1945 en lo que era la Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS), se doctoró en 1974 en el Instituto Físico-Técnico Ioffe (San Petersburgo, Rusia); fue jefe científico del Nanocrystals Technology Inc., en Nueva York (EEUU).
El año pasado, tres científicos fueron premiados con el mismo galardón por "el desarrollo de la química click y bioortogonal", utilizadas sobre todo en tratamientos farmacéuticos.
Desde 1901, sólo ocho mujeres consiguieron el Nobel de Química de 114 laureados.
Los tres laureados compartirán el premio de 11 millones de coronas (en torno a 920.000 euros, 1 millón de dólares), que les será otorgado por el rey Carlos XVI Gustavo de Suecia en Estocolmo el 10 de diciembre, aniversario de la muerte del científico Alfred Nobel, quien creó los premios en su testamento.
El de química es el tercer Nobel de la temporada, después del de Medicina y del de Física, anunciados esta semana. Los galardonados con el Nobel de Literatura y con el de la Paz (el único que entrega Noruega y no Suecia) serán anunciados el jueves y el viernes respectivamente, y el lunes se comunicará el de Economía.
Con información de Télam
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