Profesor Christoph Gerber, Departamento de Física e Instituto Suizo de Nano, Universidad de Basilea, Suiza, ha sido seleccionado como ganador del Premio Mundial de Ciencia Albert Einstein 2023.

El premio se otorga en reconocimiento a la naturaleza fundamental y al amplio impacto de su investigación en Ciencia a Nanoescala.

El jurado reconoce la co‑invención por parte del Prof. Gerber de la Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) y su participación en el desarrollo del Microscopio de Efecto Túnel (STM), ambos los cuales han permitido avances en las ciencias físicas, incluyendo la física de materiales, la química, las ciencias de materiales y más allá. El jurado también señala el desarrollo continuo por parte del Prof. Gerber de la AFM como sensor bioquímico, lo que ha contribuido significativamente al rápido progreso de las ciencias de la vida y ha tenido un gran y positivo impacto en la salud y el bienestar de la humanidad.

Finalmente, y de manera importante, el jurado también reconoce la dedicación del Prof. Christoph Gerber a la ciencia, que se extiende por más de 40 años, y su compromiso como modelo a seguir en la erudición que inspira a las futuras generaciones mediante el impacto significativo y continuo de su trabajo.

Christoph Gerber formó parte del equipo que desarrolló el microscopio de efecto túnel sin lente (STM), por el cual sus colegas Gerd Binnig y Heinrich Rohrer recibieron el Premio Nobel en 1986. Gerber ha continuado desarrollando la tecnología y ha añadido numerosas innovaciones. La aparición de la Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) hace 37 años en el entonces incipiente campo de la nanotecnología provocó un cambio de paradigma en la comprensión y percepción de la materia a nivel fundamental. Esto se ilustra con el hecho de que una AFM ya ha sido enviada a la superficie marciana y otra se utilizó a bordo de la misión Rosetta de la Agencia Espacial Europea para investigar polvo estelar a nanoescala. Parece que ni siquiera el cielo es el límite para la tecnología AFM.

Otro logro con un impacto tremendo es el nanosculptado. El término se refiere a añadir, organizar y remover átomos para producir fenómenos y funcionalidades deseadas. La punta brinda una herramienta versátil para lograr tal control. Poder manipular conductores y aislantes a nanoescala tiene aplicaciones comparables a las de la impresión 3D a nanoescala. Las nanoestructuras creadas mediante técnicas basadas en microscopía de fuerza incluyen dispositivos en nanomecánica, nanoelectrónica, nanofotónica, nanomagnetismo y mecánica cuántica.

Las ventajas de la AFM se han vuelto especialmente significativas, incluyendo la experimentación en entornos fluidos, lo que abre la posibilidad de explorar sistemas biológicos. Una sola molécula, como una molécula de ADN o una proteína, puede quedar suspendida entre la punta y la superficie. Al levantar la punta se estira y despliega la molécula. La fuerza de restauración medida revela las propiedades elásticas y la funcionalidad de la molécula. La AFM de alta velocidad permite, por primera vez, visualizar funciones biológicas en tiempo real, incluyendo dinámicas en el dominio temporal de reacciones químicas, el monitoreo de la maquinaria celular a nanoescala y resolución de milisegundos.

Complementario a la imagen y el control a nivel molecular, el Prof. Gerber y su equipo pionearon el desarrollo de sensores bioquímicos basados en la detección in situ de reacciones biológicas mediante arrays de cantilevers sensibles a temperatura y estrés. Esto abrió nuevas puertas para aplicaciones médicas en diagnósticos rápidos y tempranos a nivel genético con resolución de mutaciones puntuales. Los logros de investigación recientes con esta tecnología han contribuido al campo del diagnóstico médico rápido de condiciones causadas por bacterias multirresistentes (MDR) en tratamientos con antibióticos y sus graves complicaciones en sepsis. La técnica tiene el potencial de desempeñar un papel vital en el diagnóstico personalizado, incluida la captura de células tumorales circulantes (CTCs) en el torrente sanguíneo en el ámbito de las biopsias líquidas. Adaptar los tratamientos a la constitución genética forma parte de la visión de la medicina de precisión, donde toda la atención se adapta al ADN individual y al emparejamiento de fármacos genéticos, qué fármacos funcionan mejor para los pacientes, qué dosis son óptimas, todo ello forma parte de la farmacogenómica.

Además, la alta flexibilidad de la AFM para imaginar, sondear y manipular materiales con resolución sin precedentes y la capacidad de combinarla con otras tecnologías la convierten en la herramienta más poderosa y versátil en la nanociencia y nanotecnología actuales.

Los desarrollos de la tecnología de AFM han estado en manos de un gran número de científicos alrededor del mundo; sin embargo, los expertos reconocen que el Prof. Gerber es una persona singularmente creativa que se destaca como originador de este avance y como líder al iniciar estos desarrollos a su máximo potencial.

El trabajo del Prof. Christoph Gerber ha sido reconocido con múltiples grados honoríficos y varios premios, y ha aparecido en numerosos artículos de prensa diaria y cobertura televisiva. En 2001, junto con el fallecido Prof. Dr. Hans‑Joachim Güntherodt y otros investigadores del Departamento de Física de la Universidad de Basilea, estuvo intensamente involucrado en la creación del Centro Nacional de Competencia en Investigación “Ciencia a Nanoescala”. Este programa condujo al inicio del Instituto Suizo de Nano (SNI) en 2005, donde se desempeñó como codirector durante 14 años. En 2016 recibió el Premio Kavli en Nanociencia junto con Gerd Binnig y Calvin Quate por el Microscopio de Fuerza Atómica. Es Fellow de la American Physical Society, Fellow de la World Technology Network y Fellow del IOP Institute of Physics del Reino Unido. Forma parte de los consejos asesores de varios institutos de nano y ha presidido y copresidido diversas conferencias internacionales.