Motores moleculares, la nueva revolución científica

David S. Celin Oaxaca.-  ¿Te imaginas una máquina capaz de ser hasta mil veces más pequeña que el grosor del cabello humano? Tres científicos lo hicieron posible, se trata de Jean Pierre Sauvage, Fraser Stoddart y Bernard Feringa, los  galardonados del Premio Nobel de Química 2016. Cada uno de los premiados abrió las puertas a un nuevo campo de la química, que incluso el comité que otorga los Nobel comparó sus esfuerzos con los primeros intentos por desarrollar los primeros motores eléctricos en 1830; es decir, una verdadera revolución científica. Cabe destacar el trabajo de Bernard Feringa, quien en una entrevista aseguró que “probablemente, el poder de la química no radica sólo en su entendimiento, también involucra la creación de materiales que nunca antes existieron”. En 1999, Feringa creó el primer motor molecular que giraba en una dirección particular; pero antes de él, Jean Pierre Sauvage, irrumpió en este campo cuando desarrolló una cadena molecular (catenano), en la que un anillo rotaba de forma controlada alrededor de otro anillo cada vez que se aplicaba energía.  Posteriormente, Fraser Stoddart pudo controlar los movimientos de anillos moleculares unidos. Desarrolló una arquitectura molecular mecánicamente entrelazada que consiste en una molécula con forma de mancuerna en la que el aro molecular era capaz de moverse a lo largo del eje formado por otra molécula alargada. Este descubrimiento dio paso al desarrollo de una especie de primer motor molecular, pero faltaba un elemento clave para su funcionamiento: la energía. Stoddart y su equipo consiguieron pronto controlar el movimiento provocado por una fuente de calor sobre el rotaxano. Finalmente, en 2011, Feringa construyó un nanoauto con una carrocería molecular que constaba de cuatro ruedas y se podía mover sobre una superficie. Hay que señalar que las moléculas con movimientos controlables  pueden realizar una tarea cuando se les añade energía y que pueden tener múltiples aplicaciones en la industria, la medicina y los servicios eléctricos. A decir del maestro en Química, Oscar Elizalde, presidente de la Junta Directiva de CONEDUCyT, las moléculas están en continuo movimiento; por ejemplo, la molécula de agua se mueve de una forma particular que la diferencia de otras sustancias. “El movimiento es ‘convenenciero’, es decir, la molécula se mueve para mantener el mínimo gasto de energía, en las condiciones que se encuentre”, precisó. Elizalde Cuevas señaló: “Ahora nos estamos adueñando del movimiento de las moléculas, las hacemos “bailar” a nuestro criterio. El primer motor molecular fue creado por el grupo de investigación de Feringa en 1999. Éste, contiene alquenos corona sobrepoblados y se aprovecha de la ingeniería asimétrica propia de la molécula. Por medio de la irradiación de luz, fue posible obtener una rotación unidireccional a través de los ciclos”. Posteriormente, un par de estas moléculas fueron unidas para formar una cuchilla rotatoria y finalmente, se unirían a un “chasis molecular” para generar un pequeño motor, explicó. En el siguiente video  se muestra como se mueve esta “máquina” una vez ensamblada: “Los laureados del Nobel de Química han sacado a los sistemas moleculares del punto muerto en el que se encontraban y los llevaron a estados llenos de energía en el que es posible controlar los movimientos”, destacó el Instituto Karolinska de Estocolmo, que otorga los premios. A decir del Comité, en términos de desarrollo, el motor molecular está en la misma etapa que el motor eléctrico en la década de 1830, cuando los, científicos exhibian varias manivelas y ruedas moviéndose coordinadamente sin ser conscientes de que ello llevaría a la creación de trenes eléctricos, lavadoras automáticas, ventiladores y procesadores de comida. Pero los laureados de este año sí que están conscientes del potencial de las máquinas moleculares, las cuales  pueden utilizarse para desarrollar nuevos materiales, sensores y sistemas de almacenaje de energía. Para Óscar Elizalde,  el reto que se enfrentan los químicos, y todas las ciencias duras, es la forma de cómo acercar estos avances a todo el público; por ello, desde CONEDUCyT, se “está trabajando en proyectos orientados al desarrollo de herramientas multimedia que faciliten la comprensión y generen el interés por temas científicos, como el aquí descrito”.