La nanotecnologia s’endú el Nobel de química

BarcelonaEl Nobel de química ha premiat aquest 2023 tres científics veterans que, de forma complementària i independent, han trobat la manera de dissenyar i produir a escala industrial els anomenats punts quàntics, partícules tan petites que les seves propietats no depenen del nombre d’àtoms que les formen sinó de la seva grandària. Amb el control de les propietats s’aconsegueix tenir també el de les aplicacions previstes, de manera que els efectes quàntics que es produeixen passen a ser manejables. Els premiats són Moungi G. Bawendi, de la Universitat de Chicago i professor del MIT; Louis E. Brus, de la Universitat de Colúmbia, i Aleksei I. Ekimov, de l’Institut de Física Teòrica de Sant Petersburg, a Rússia, i antic directiu de la companyia Nanocrystals Technology, amb seu a Nova York.

D’acord amb el comunicat de la Reial Acadèmia de Ciències d’Estocolm, que és de qui depenen els guardons, als primers anys 80 del segle passat Aleksei Ekimov va ser el primer a aconseguir efectes quàntics que depenien de la mida de les partícules i no de la quantitat d’àtoms, com estava descrit a les teories clàssiques de la física quàntica. Ho va fer possible treballant amb un cristall acolorit de nanopartícules de clorur de coure. Ekimov va demostrar que la mida de la partícula podia canviar el color del cristall mitjançant efectes quàntics.

Uns anys més tard, Louis E. Brus va ser el primer científic del món a demostrar efectes quàntics dependents de la mida en partícules que flotaven lliurement en un fluid. El 1993, Moungi G. Bawendi va revolucionar la producció química de punts quàntics generant partícules gairebé perfectes. Aquesta alta qualitat era necessària perquè poguessin ser utilitzades en diverses aplicacions.

Entre les moltes aplicacions que s’han anat succeint aquests últims gairebé 40 anys destaquen els punts de llum que il·luminen monitors d'ordinador i pantalles de televisió basats en la tecnologia QLED, les mateixes làmpares LED, i metodologia utilitzada habitualment en bioquímica i biomedicina per cartografiar teixit biològic.

Els investigadors creuen que en el futur aquesta tecnologia podria contribuir a l'electrònica flexible, els sensors miniaturitzats, unes cèl·lules solars molt més primes i eficients que no pas les actuals i la comunicació quàntica xifrada.

La física teòrica prediu que apareixeran efectes quàntics com més petites siguin les molècules d’un material i més curta sigui la distància entre dos punts. És aleshores que entrem al món quàntic, on les lleis que el governen no tenen res a veure amb la física que tots coneixem. Aquests fenòmens són avui recurrents en la computació o en l’electrònica, on la progressiva miniaturització dels seus components acaba canviant les regles del joc i fent que els resultats siguin impredictibles. El control de les propietats pot fer que en un futur es puguin elaborar tecnologies i productes basats en nanotecnologia i efectes quàntics controlables i manipulables a voluntat.

Polèmica filtració

El premi, dotat amb onze milions de corones sueques, ha estat envoltat d’una certa polèmica perquè, segons han denunciat diversos periodistes que cobrien la informació, els noms dels guardonats ja estaven circulant per les xarxes almenys dues hores abans que es fessin públics. L'Acadèmia Sueca no ha volgut entrar a fer valoracions durant la conferència de premsa on s’han anunciat els premis i s’ha limitat a dir que la decisió final s’havia pres durant el matí i just abans de fer-la pública.

Així mateix, s’ha desentès del fet que un dels guardonats, Ekimov, estigui treballant actualment a Rússia. “L’Acadèmia es basa estrictament en la ciència” sense entrar en altres valoracions, s’ha limitat a dir el portaveu. La pregunta dels periodistes tenia a veure amb l’actual conflicte bèl·lic entre Rússia i Ucraïna.  

Premiats del 2022

L’any passat el premi Nobel de química va reconèixer tres investigadors per haver desenvolupat el que en podríem dir "la química en un clic", que ha revolucionat la indústria farmacèutica. Es tracta de Barry Sharpless, investigador al laboratori Scripps de La Jolla a Califòrnia; Morten Meldal, de la Universitat de Copenhaguen, i Carolyn Bertozzi, professora a la Universitat de Stanford. Se’ls va guardonar per haver trobat maneres "simples i fiables", segons l’Acadèmia de les Ciències Sueca, de concebre reaccions químiques que donen el resultat buscat de manera ràpida i sense generar residus.

El guardó està dotat amb 11 milions de corones sueques (uns 934.243 euros), seguint les directrius que el creador del premi, Alfred Nobel, va deixar escrites el 1895, un any abans de la seva mort. En aquell moment va establir el premi en 31 milions de corones sueques, xifra que ha anat evolucionant segons la fluctuació del valor de la moneda. El primer Nobel de química es va atorgar el 1901 al neerlandès Jacobus Hendricus van 't Hoff per haver descobert les anomenades lleis de la cinètica química, així com les lleis que governen la pressió osmòtica de les dissolucions.