Tres científicos que trabajan en Estados Unidos ganaron el premio Nobel de Química por su trabajo sobre los puntos cuánticos, partículas con un diámetro de apenas unos cuantos átomos que pueden liberar luz muy brillante y cuyas aplicaciones en la vida diaria incluyen la electrónica y la medicina.
Moungi Bawendi, del MIT; Louis Brus, de la Universidad de Columbia; y Alexei Ekimov, de Nanocrystals Technology Inc.; fueron honrados por su trabajo con estas minúsculas partículas que "tienen propiedades únicas y hoy liberan su luz desde pantallas de televisión y lámparas LED", de acuerdo a la Real Academia Sueca de Ciencias, que anunció el premio en Estocolmo.
"Actualmente esto es usado en tanto en medicina como en tecnología... tenemos despliegues en televisores o en teléfonos móviles, que utilizan puntos cuánticos en su interior para crear colores más brillantes", afirmó Pernilla Witting Stafshede, integrante del Comité del Nobel.
¿Qué descubrimiento significó el Nobel para los premiados?
Los electrones de los puntos cuánticos tienen un movimiento restringido, lo que afecta cómo absorben y emiten luz visible, permitiendo colores muy brillantes.
Estos puntos cuánticos son nanopartículas que emiten luz azul, roja o verde cuando son iluminados o expuestos a la luz.
El color que emiten depende del tamaño de las partículas: los puntos más grandes emiten luz roja y los más pequeños luz azul.
El cambio de color se debe a cómo los electrones se comportan en espacios más o menos confinados.
Moungi Bawendi, uno de los científicos laureados esta jornada. | AFP
Aunque los físicos habían predicho estas propiedades de cambio de color ya en la década de 1930, no fue posible crear puntos cuánticos de tamaños específicos controlados en el laboratorio hasta cinco décadas después.
Ekimov, de 78 años, y Brus, de 80 años, fueron pioneros en la tecnología, mientras que Bawendi, de 62 años, es reconocido por revolucionar la producción de puntos cuánticos "resultando en partículas casi perfectas. Esta alta calidad era necesaria para que se utilizaran en diferentes aplicaciones", según la academia.
La comunidad científica se dio cuenta en la década de 1990 de que podrían tener potenciales usos para la vida cotidiana de las personas.
¿Cómo fue el trabajo de cada científico?
Durante décadas los científicos especularon con que las nanopartículas podían tener características inusuales y, a través de herramientas matemáticas, predijeron numerosos efectos cuánticos dependientes del tamaño, pero carecían de la tecnología necesaria para probarlo en la práctica.
A finales de la década de 1970, Alexei Ekimov, que entonces trabajaba en un instituto óptico estatal en la Unión Soviética, se empezó a interesar en cómo una misma substancia podía producir vidrios de distintos colores y usó semiconductores para examinar esos vidrios.
Decidió elaborar cristales coloreados con cloruro de cobre, calentó el vidrio fundido y, una vez enfriado y endurecido, lo pasó por rayos X, descubriendo que la absorción de luz se veía afectada por el tamaño de las partículas: por primera vez, alguien había producido de forma deliberada puntos cuánticos.
Ekimov publicó su descubrimiento en una revista científica soviética, de difícil acceso fuera de la URSS, en 1981.
Dos años más tarde, Brus se convirtió en el primer investigador en descubrir efectos cuánticos dependientes del tamaño en partículas flotando de forma libre en un fluido.
Mientras trabajaba en cómo usar la energía solar para provocar reacciones químicas, Brus decidió usar partículas de sulfuro de cadmio, que pueden capturar la luz, con un resultado sorprendente: las de mayor tamaño absorbían la luz a longitud de onda habitual, pero las más pequeñas tenían una absorción que cambiaba hacia el color azul.
Frascos de laboratorio usados por el Comité del Nobel para explicar el premio. | AFP
Brus advirtió que había observado un efecto cuántico dependiente del tamaño y publicó su hallazgo.
Pero el método desarrollado por este científico estadounidense tenía un problema: la calidad de las nanopartículas era impredecible y muchas contenían a menudo defectos, lo que limitaba sus aplicaciones.
Bawendi, entonces un estudiante de postdoctorado, se incorporó en 1988 al laboratorio de Brus, donde trabajó en el desarrollo de métodos para mejorar la producción de puntos cuánticos, tarea que continuó luego en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE.UU).
Y en 1993 se produjo el avance definitivo: inyectando las substancias que luego formarían nanocristales en un disolvente calentado, saturó la solución, lo que hizo que se empezaran a formar de modo simultáneo diminutos embriones de cristal y, variando la temperatura, crearon cristales de distinto tamaño.
Los cristales producidos eran "casi perfectos" y provocaban diferentes efectos cuánticos, lo que abrió el camino para que más científicos empezaran a trabajar con la nanotecnología y con las propiedades únicas de los puntos cuánticos.
Moungi Bawendi, uno de los científicos laureados esta jornada. | AFP
Frascos de laboratorio usados por el Comité del Nobel para explicar el premio. | AFP
