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Premio Nobel

Del carbono al bebé de probeta

Uno de los destacados del galardón de 2010 es el estudio sobre el grafeno, en el cual Brasil tuvo una participación pionera

UNIVERSITY OF MANCHESTERAndrei GeimUNIVERSITY OF MANCHESTER

Brasil fue el escenario de investigaciones pioneras en el ámbito de la física del grafeno, un film de carbono densamente compactado y de un espesor de tan sólo un átomo, objeto de la investigación del dúo de científicos que ganó el Nobel de Física de este año, los rusos Andrei Geim, 51 años, y Konstantin Novoselov, 36, de la Universidad de Manchester, Inglaterra. Desde 1999, un grupo encabezado por el físico Yakov Kopelevich, del Laboratorio de Materiales y Dispositivos del Instituto de Física  Gleb Wataghin, de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), se aboca al estudio de la física del grafito y ha obtenido resultados convergentes con los de Geim y Novoselov, que lograron aislar copos de grafeno a partir del grafito empleado en lápices comunes y demostraron sus propiedades.

UNIVERSITY OF MANCHESTERKonstantin NovoselovUNIVERSITY OF MANCHESTER

Como producto de investigaciones que contaron con un millón de reales de la FAPESP y del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), Kopelevich y dos alumnos, José Henrique Spahn Torres y Robson Ricardo da Silva, detectaron a comienzos de la década propiedades eléctricas y magnéticas que nunca se imaginó que el grafito pudiese exhibir, y que ayudan a entender por qué se puede comportar ora como un metal y conducir la electricidad, ora como un material aislante. Kopelevich y su equipo lograron realizar en forma pionera la medición del Efecto Hall Cuántico y la detección de fermiones de Dirac en ese material, como registran en artículos publicados en la revista Physical Review Letters en 2003 y 2004.

BOURN HALLRobert G. EdwardsBOURN HALL

El Efecto Hall Cuántico coordina el movimiento de las partículas cargadas eléctricamente en el caso del grafito, los electrones en superficies planas. Fue descubierto por Klaus von Klitzing, un físico del Instituto Max Planck que recibió el Nobel en 1985 debido a ese hallazgo. Este efecto es la versión para el mundo microscópico cuántico de un fenómeno detectado un siglo antes por el físico estadounidense Edwin Hall, quien observó el efecto que lleva su nombre al aplicar un campo magnético a una barra conductora atravesada por una corriente eléctrica. El campo magnético, perpendicular a la corriente, provoca un desvío en la trayectoria de los electrones, que se acumulan en uno de los extremidos de la barra, generando así un campo eléctrico en dirección transversal a la de la corriente. Cuando los físicos someten un material cualquiera a temperaturas bajas y a un campo magnético, el aumento de la intensidad de ese campo hace que la resistencia Hall crezca en saltos proporcionales, permaneciendo constante entre un aumento y otro. Este fenómeno adquiere la forma de gráficos que parecen tramos de una escalera intercalados por descansos. Fue ese patrón de aumento de la resistencia Hall como consecuencia de la variación del campo magnético lo que el equipo de Kopelevich detectó en el grafito y lo detalló en un artículo publicado en 2003 en Physical Review Letters.

PURDUE UNIVERSITYEi-ichi NegishiPURDUE UNIVERSITY

En otro artículo de la misma revista, Kopelevich y Igor Lukyanchuk, de la Universidad de Picardie Jules Verne, Francia, descubrieron otra propiedad del grafito. Variando la intensidad del campo magnético, constataron que los electrones libres de ese material exhiben un comportamiento atípico, descrito por ecuaciones de la física cuántica creadas en 1928 por el físico inglés Paul Dirac: esos electrones se mueven como partículas sin masa, de manera similar a las partículas de luz, los fotones. En 2005 Andrei Geim, de Inglaterra, y Philip Kim, de Estados Unidos, observaron en hojas de grafeno ese mismo efecto. Observamos la gran contribución de fermiones de Dirac y arribamos a la conclusión de la existencia de grafenos desacoplados en el grafito. Recién después se realizaron experimentos similares en los grafenos,  que estuvieron a cargo de Geim, Novoselov y otros que, evidentemente, desarrollaron excelentes trabajos posteriormente, afirmó Kopelevich en Pesquisa Brasil, el programa de radio de Pesquisa FAPESP. Brasil ciertamente es pionero en el área, aunque la cantidad de trabajos sobre la física del grafito no sea tan alta como en otros países. Pero seguimos adelante, dice.

NORTHWESTERN UNIVERSITYDale T. MortensenNORTHWESTERN UNIVERSITY

El grafeno fue descrito en 1961 por el químico alemán Hanns-Peter Boehm. La velocidad y la facilidad con que los electrones se mueven en ese material lo convierten en un candidato natural a sucesor del silicio en los chips de computadoras de alta velocidad, aunque hay todavía que investigar mucho como para llegar a eso. Como conductor de la electricidad, el grafeno es tan eficiente como el cobre. Como conductor del calor, supera a cualquier otro material conocido. Es casi transparente, pero es tan denso que ni siquiera el helio, el menor de los átomos gaseosos, es capaz de atravesarlo. Merced a la absorción de la luz, la hoja del espesor de un átomo es visible a simple vista. Sus  átomos de carbono forman una red hexagonal, como las de una colmena, casi sin defectos. Es un cristal grande y 100 veces más resistente que el acero. Podemos estirarlo hasta un 20% y tiene muchas otras propiedades interesantes que pueden usarse en distintas aplicaciones, justificó Bjorn Jonsson, miembro de la Academia Sueca.

Síntesis orgánica
El carbono también fue protagonista en la entrega del Nobel de Química. Dos científicos japoneses y uno estadounidense fueron los laureados por el desarrollo de las llamadas reacciones de acoplamiento catalizadas por paladio, una herramienta fundamental para la síntesis orgánica de moléculas complejas, en la actualidad ampliamente empleadas en áreas tan diversas como la medicina, la agricultura y la electroelectrónica. Debido a los estudios iniciados hace más de 40 años en ese campo, Akira Suzuki, de 80 años, docente de la Universidad de Hokkaido, Ei-ichi Negishi, de 75 años, de la Universidad Purdue, y Richard F. Heck, de 79 años, de la Universidad de Delaware, dividirán en partes iguales el premio en dinero de un millón y medio de dólares concedido por la Real Academia de Ciencias de Suecia. Según el comité del Nobel, el impacto de la adopción de este tipo de reacción de acoplamiento para la producción de moléculas en la medicina es enorme: un cuarto de todos los medicamentos sintetizados actualmente es fabricado con alguna variante de esta técnica. En la electroelectrónica, los llamados Oleds, o LEDs orgánicos, diodos que emiten luz, también se fabrican mediante el empleo de este tipo de reacción.

UNIVERSIDAD PABLO DE OLAVIDEChristopher A. PissaridesUNIVERSIDAD PABLO DE OLAVIDE

Para fabricar compuestos más sofisticados o reproducir en laboratorio grandes moléculas halladas en la naturaleza, los químicos deben alterar una característica del carbono, el elemento base de la vida: sus  átomos son estables y no se conectan fácilmente entre sí. Diversas técnicas han sido concebidas para resolver este problema. Sin embargo, ninguna de ellas se ha mostrado tan eficiente y limpia (sin generar tantos residuos químicos) como las reacciones de acoplamiento catalizadas por paladio. Tal como su nombre lo indica, en esas reacciones el paladio es el elemento que inicia, que estimula las uniones con los carbonos. Con el empujón dado por la presencia de ese elemento, los carbonos que normalmente no se unirían se vuelven reactivos y forman complejas moléculas orgánicas. Heck fue el primero en usar el paladio como catalizador de las uniones de carbono, en 1968. A finales de los años 1970, Negishi introdujo compuestos de zinc para facilitar la actuación del paladio y Suzuki adicionó boro a este tipo de reacción, obteniendo resultados aún mejores.

DONNA COVENEY / MITPeter A. DiamondDONNA COVENEY / MIT

El bebé de probeta
Un avance que les brindó a millones de parejas la posibilidad de tener hijos fue reconocido al concederse el Nobel en la categoría Medicina o Fisiología. El británico Robert G. Edwards, profesor emérito de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, ganó el premio por el desarrollo de la fertilización humana in vitro, la técnica popularmente conocida como bebé de probeta. Sus aportaciones representan un hito en el desarrollo de la medicina moderna, dijeron los promotores de la distinción. Muy enfermo, a los 85 años, Edwards, que recibirá un cheque por valor de un millón y medio de dólares por el Nobel, no pudo comentar el lauro. Edwards empezó a investigar las bases de la fertilización in vitro en los 1950. Más de dos décadas después, sus trabajos redundaron en el establecimiento de una técnica capaz de ayudar a las parejas con problemas de infertilidad a tener hijos. Mediante este método, los óvulos son fertilizados fuera del cuerpo de la mujer y posteriormente implantados en el útero. El primer bebé de probeta nació el 25 de julio de 1978: la inglesa Louise Brown. Actualmente hay más de 4 millones de personas que vinieron al mundo con la ayuda de esta técnica. Socio de Edwards, el ginecólogo inglés Patrick Steptoe, que murió en 1988, también tuvo un importante papel en el trabajo de elevar la fertilización in vitro de la condición de técnica experimental a la de práctica médica. Pero, como el Nobel no premia a científicos fallecidos, la honra se le concedió exclusivamente a Edwards. En 1980, junto con Steptoe, Edwards  fundó en la ciudad de Cambridge la Bourn Hall Clinic, un centro especializado en fertilización in vitro.

Desocupación
En momentos en que el capitalismo procurar recuperarse de una gran crisis, el Nobel de Economía se les concedió a tres investigadores que formularon y desarrollaron una teoría capaz de explicar por qué existe tanta gente sin empleo al tiempo que las empresas no cesan de abrir puestos de trabajo. Mediante la creación de modelos matemáticos que explican situaciones de mercado en que existen ruidos o imperfecciones entre la demanda y la oferta de bienes o servicios, los norteamericanos Peter A. Diamond, de 70 años, profesor de economía del Massachusetts Institute of Technology (MIT), y Dale T. Mortensen, de 71 años, de la Universidad Northwestern, dividirán el premio en dinero de un millón y medio de dólares con Christopher A. Pissarides, ciudadano chipriota e inglés de 62 años que es docente de la London School of Economics and Political Science.

UNIVERSIDAD ANDRES BELLO Mario Vargas LlosaUNIVERSIDAD ANDRES BELLO

Los primeros trabajos de los economistas en este campo datan de los años 1970 y redundaron en el llamado modelo Diamond-Mortensen-Pissarides (DMP), una herramienta utilizada para analizar el desempleo, el mecanismo de formación de los salarios y el impacto de las políticas públicas sobre ese sector. Aunque el mercado de trabajo sea el área en que dicha teoría es más utilizada, este modelo también puede usarse para entender el mercado inmobiliario y otras esferas de la economía. Según la Academia Sueca, el mérito del trabajo de los economistas radica en mostrar que la visión clásica del mercado perfecto no siempre encuentra asidero en el mundo concreto. La teoría tradicional sostiene la idea de que los compradores y vendedores de bienes y servicios se encuentran rápidamente en el mercado, sin ningún costo para las partes, y que todos están bien informados acerca de los precios de las mercaderías. No existe oferta o demanda en exceso de un producto y todos los recursos se usan en su plenitud. En esa situación ideal, el precio de bienes y servicios expresa la igualdad de la oferta y la demanda. Pero no es eso lo que sucede en el mundo real, escribió el comité del Nobel. Los costos elevados a menudo están asociados a las dificultades de los compradores para hallar vendedores. Incluso después de que se han encontrado, las mercaderías en cuestión pueden no corresponder a los requerimientos de los compradores. El comprador puede considerar que el precio del vendedor es muy alto, o el vendedor puede estimar que la oferta del comprador es muy baja. Entonces la transacción no se concreta y ambas partes siguen buscando (la mercadería) en otro lugar. Este mecanismo es típico de muchos sectores de la economía, incluso del mercado de trabajo.

REPRODUCCIÓN Liu XiaoboREPRODUCCIÓN

En las categorías no científicas, el escritor peruano Mario Vargas Llosa fue galardonado con el Nobel de Literatura por su cartografía de las estructuras de poder y las incisivas imágenes de resistencia individual, rebelión y derrota, según destacó la Academia Sueca. El escritor de 74 años escribió más de 30 novelas, obras de teatro y ensayos. Vargas Llosa es el primer sudamericano que gana el premio desde el colombiano Gabriel García Márquez, agraciado con el premio en 1982. El activista chino Liu Xiaobo ganó el Premio Nobel de la Paz en reconocimiento a las décadas de activismo no violento por la democracia y los derechos humanos. Esta elección puso sobre el tapete la situación de los derechos humanos en China, en momentos en que el país comienza a valerse de su significativo crecimiento económico para ocupar un rol de mayor relieve en el escenario político internacional. El comité del Nobel elogió Xiaobo por su larga lucha no violenta por los derechos humanos fundamentales en China y reiteró su creencia en una estrecha conexión entre los derechos humanos y la paz.

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