Nobel de Qu¨ªmica de 2023 para los descubridores de los puntos cu¨¢nticos, que han revolucionado las teles en color y son prometedores contra el c¨¢ncer

La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido este mi¨¦rcoles el Premio Nobel de Qu¨ªmica de 2023 al franc¨¦s Moungi Bawendi, el estadounidense Louis Brus y el ruso Alexei Ekimov, por descubrir y sintetizar los puntos cu¨¢nticos, materiales tan diminutos que en ellos se manifiestan las asombrosas leyes que rigen el mundo de lo infinitamente peque?o: la mec¨¢nica cu¨¢ntica. Los puntos cu¨¢nticos son nanocristales, de unas pocas millon¨¦simas partes de mil¨ªmetro, en los que los electrones se encuentran confinados. Estas islas de electrones presentan interesantes propiedades, ¨²tiles en multitud de campos, desde las pantallas de televisi¨®n hasta la medicina. Es un campo emergente en el diagn¨®stico y el tratamiento experimental del c¨¢ncer.

El f¨ªsico ruso Alexei Ekimov (Uni¨®n Sovi¨¦tica, 78 a?os) observ¨® por primera vez los puntos cu¨¢nticos, en cristales, en 1981. Son estructuras que normalmente tienen unos millares de ¨¢tomos, una cantidad tan escasa que todav¨ªa presentan los extra?os comportamientos asociados a ¨¢tomos solitarios. Cuando se estimulan mediante luz o electricidad, los electrones saltan a un mayor nivel de energ¨ªa y, al regresar a su estado normal, producen un resplandor con protones individuales. Ekimov, actualmente en la empresa estadounidense Nanocrystals Technology, demostr¨® que el color de esa luz depende del tama?o del nanocristal, como detalla la Academia sueca en un comunicado. El qu¨ªmico estadounidense Louis Brus (Cleveland, 80 a?os), de la Universidad de Columbia, confirm¨® poco despu¨¦s que esos efectos cu¨¢nticos, dependientes del tama?o, tambi¨¦n se observan en nanopart¨ªculas que flotan libremente en un fluido. Su colega franc¨¦s Moungi Bawendi (Par¨ªs, 62 a?os), del Instituto Tecnol¨®gico de Massachusetts, revolucion¨® en 1993 la producci¨®n en serie de puntos cu¨¢nticos, logrando resultados ¡°casi perfectos¡±, seg¨²n ha destacado la Academia sueca.

La tecnolog¨ªa QLED, basada en los puntos cu¨¢nticos, ya ilumina pantallas de televisi¨®n y monitores de ordenador. Cuanto mayor sea el tama?o del nanocristal, m¨¢s rojo ser¨¢ el color. Cuanto m¨¢s peque?o, m¨¢s azul. La empresa holandesa Philips y la japonesa Sony fueron pioneras en el uso de esta tecnolog¨ªa para mejorar el color de sus pantallas, hace una d¨¦cada. Algunas l¨¢mparas con diodo emisor de luz (LED, por sus siglas en ingl¨¦s) tambi¨¦n incorporan puntos cu¨¢nticos para lograr nuevos matices luminosos.

Los puntos cu¨¢nticos son prometedores en la detecci¨®n muy temprana del c¨¢ncer, lo que permitir¨ªa la extirpaci¨®n inmediata de los tumores, seg¨²n destaca la qu¨ªmica Laura Lechuga, del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas (CSIC). ¡°Es posible detectar incluso cuando hay una o muy pocas c¨¦lulas tumorales¡±, aplaude. Estas nanopart¨ªculas se pueden vincular a otras mol¨¦culas con afinidad por las c¨¦lulas cancerosas. Al acumularse en el tejido tumoral, es posible observar la fluorescencia de los nanocristales mediante una iluminaci¨®n externa con luz ultravioleta. ¡°Los puntos cu¨¢nticos se empezaron a investigar con mucho entusiasmo para el diagn¨®stico, pero pueden ser muy t¨®xicos dependiendo del material con el que se fabriquen¡±, explica Lechuga, jefa de grupo en el Instituto Catal¨¢n de Nanociencia y Nanotecnolog¨ªa, en Barcelona. La comunidad cient¨ªfica intenta ahora reducir su toxicidad.

El Nobel de Qu¨ªmica ha estado rodeado de confusi¨®n desde primera hora del mi¨¦rcoles, despu¨¦s de que la Academia sueca anunciase antes de tiempo y por error el premio para Bawendi, Brus y Ekimov. La instituci¨®n envi¨® un comunicado a la prensa sueca, horas antes de tomar oficialmente la decisi¨®n. ¡°El Premio Nobel de Qu¨ªmica de 2023 recompensa el descubrimiento y el desarrollo de los puntos cu¨¢nticos, nanopart¨ªculas tan peque?as que su tama?o determina sus propiedades¡±, escribi¨® la Academia en un correo electr¨®nico, seg¨²n el diario sueco Dagens Nyheter. El bioqu¨ªmico Johan Aqvist, presidente del comit¨¦ del Nobel de Qu¨ªmica, neg¨® enseguida que el veredicto estuviese ya escrito. ¡°Es un error de la Real Academia Sueca de las Ciencias. Nuestra reuni¨®n comienza a las 9:30, por lo que a¨²n no se ha tomado ninguna decisi¨®n. Los ganadores no han sido seleccionados¡±, declar¨® a la agencia Reuters. El galard¨®n est¨¢ dotado con 11 millones de coronas suecas, unos 950.000 euros.

La nanotecn¨®loga espa?ola Sonia Contera, catedr¨¢tica de F¨ªsica Biol¨®gica de la Universidad de Oxford (Reino Unido), subraya que los tres premios Nobel anunciados esta semana convergen en la escala de millon¨¦simas partes de un mil¨ªmetro. El lunes, el Instituto Karolinska de Estocolmo anunci¨® que el Nobel de Medicina de este a?o es para la bi¨®loga h¨²ngara Katalin Karik¨® y el inmun¨®logo estadounidense Drew Weissman, autores de las vacunas de ARN eficaces contra la covid. El martes, la Academia sueca premi¨® con el Nobel de F¨ªsica a los franceses Anne L¡¯Huillier y Pierre Agostini y al h¨²ngaro Ferenc Krausz, por desarrollar herramientas capaces de observar el mundo de los electrones, un conjunto de fen¨®menos que ocurren en trillon¨¦simas de segundo. El Nobel de Qu¨ªmica ha sido para los puntos cu¨¢nticos. ¡°La escala nanom¨¦trica se ha convertido en el centro del progreso tecnol¨®gico y m¨¦dico¡±, proclama Contera.

La investigadora explica que los puntos cu¨¢nticos ¡°son una de las armas del arsenal de la nanotecnolog¨ªa que est¨¢n empezando a tener un impacto real¡± en la vida de las personas. ¡°Quiz¨¢ sea la sencillez estructural y conceptual de los puntos cu¨¢nticos lo que m¨¢s haya facilitado su aplicaci¨®n en tantos campos, desde las pantallas de las televisiones y tel¨¦fonos m¨®viles a la detecci¨®n de c¨¢nceres y la biof¨ªsica¡±, celebra.

El a?o pasado, la Academia sueca entreg¨® el Nobel de Qu¨ªmica al dan¨¦s Morten Meldal y a los estadounidenses Carolyn Bertozzi y Barry Sharpless, padres de la qu¨ªmica clic y de las reacciones bioortogonales, dos revolucionarias herramientas para producir f¨¢rmacos y nuevos materiales. Desde 1901, 184 hombres y solo ocho mujeres (el 4%) han ganado el Nobel de Qu¨ªmica.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, X e Instagram, o apuntarte aqu¨ª para recibir nuestra newsletter semanal.