Premio Mundial de Ciencia Albert Einstein 2007

Campo de Investigación: Química y Nanotecnología Molecular

Fecha: 24 nov 2007

Lugar de la Ceremonia: Teatro Universitario

Institución Anfitriona: Universidad Autónoma de Nuevo León

País Anfitrión: Monterrey, Nuevo León, México

El Premio Mundial de Ciencia Albert Einstein 2007 fue otorgado al Prof. J. Fraser Stoddart, Profesor de Química y titular de la Cátedra Fred Kavli en Ciencias de NanoSistemas en la Universidad de California, Los Ángeles, EE. UU. Los miembros del Comité Interdisciplinario del Consejo Cultural Mundial hacen este reconocimiento por su trabajo sobresaliente e innovador en reconocimiento molecular y autoensamblaje, y por la introducción de rutas sintéticas rápidas y eficientes dirigidas por plantillas hacia compuestos moleculares mecánicamente entrelazados, que han cambiado la forma en que los químicos conciben los interruptores y máquinas moleculares.

El premio otorgado al Prof. Stoddart también reconoce el impacto educativo que ha desarrollado, al colocar a los químicos a la vanguardia del emergente campo de la nanociencia y la nanotecnología; influyendo e inspirando a varias generaciones de científicos, y llevando descubrimientos desde observaciones fundamentales clave hasta importantes avances tecnológicos.

El Prof. J. Fraser Stoddart es considerado uno de los pocos químicos que ha creado un nuevo campo de la química en el último cuarto de siglo al introducir un enlace adicional —el enlace mecánico— en los compuestos químicos, convirtiéndose en una característica determinante para dictar sus propiedades únicas. Su elección de subunidades de virolen y tetratifulvaleno para muchos de estos compuestos mecánicamente entrelazados fue ingeniosa. No solo permitió usar interacciones no covalentes débiles para dirigir el ensamblaje de las estructuras moleculares, sino que sus propiedades redox le permitieron pionerar el concepto de enlaces mecánicos que pueden ser activados por medios externos, como la luz, la electricidad y los químicos. Ha forjado colaboraciones muy sólidas para evaluar cómo esos compuestos químicos exóticos se comportan en el contexto de la memoria y la lógica en dispositivos electrónicos moleculares y como actuadores en máquinas moleculares artificiales.

Muchos en la comunidad de nanociencia consideran que estos compuestos mecánicamente entrelazados serán la clave para avanzar los prometedores campos de la electrónica molecular y los Sistemas Nanoelectromecánicos (NEMS).

El Prof. Stoddart pionó el uso del reconocimiento molecular y el autoensamblaje para crear compuestos mecánicamente entrelazados llamados catenanos (que consisten en dos o más anillos entrelazados, como los eslabones de una cadena) y rotaxanos (componentes en forma de pesa con al menos un anillo enhebrado de manera similar a un ábaco). Aunque en la primera generación de estos compuestos moleculares exóticos los componentes, que se movían entre dos estados, eran indistinguibles, en la segunda generación se introdujo estabilidad, dando lugar a los interruptores on/off más pequeños del mundo, con un volumen aproximado de 1 nanómetro cúbico. Desde entonces, estos interruptores moleculares se han incorporado a alta densidad en circuitos de memoria de acceso aleatorio molecular (RAM).

El alcance de la investigación del Prof. Stoddart se ha ampliado a lo largo de los años —bajo el paraguas de actividades que él llama “Mecano Molecular” (una referencia al juego de construcción para niños)— como resultado de introducir los interruptores moleculares de dos estados en dispositivos donde la activación se vuelve clave para su funcionamiento.

Como ejemplo, el Prof. Stoddart diseñó y construyó nanoválvulas que constan de partes móviles en forma de numerosas moléculas rotaxanas conmutables adheridas a una diminuta esfera de vidrio poroso de aproximadamente 500 nanómetros de diámetro. Los canales del vidrio poroso son largos, pero solo de unos pocos nanómetros de diámetro, lo justo para permitir la entrada de pequeñas moléculas. Estas nanoválvulas, mucho más pequeñas que las células vivas, pueden atravesar membranas celulares y ahora se están adaptando para usarse como sistemas de liberación de fármacos altamente dirigidos para células cancerosas, así como para cosechar el contenido de dichas células, al estilo de un vehículo de alunizaje que recoge muestras de polvo de la superficie lunar.

Nació en Edimburgo, Escocia, en 1942, obtuvo su licenciatura en ciencias (1964) y su doctorado (1966) en la Universidad de Edimburgo. Se trasladó a la Universidad de Birmingham en 1990, donde fue profesor de química orgánica desde 1990 y dirigió la Escuela de Química de la universidad desde 1993. En 1997 se mudó a la Universidad de California, Los Ángeles. En 2005 recibió un doctorado honorario en ciencias de la Universidad de Birmingham, y el mismo honor lo recibió de la Universidad de Twente en los Países Bajos en diciembre de 2006.

El Prof. Fraser Stoddart es miembro de la Royal Society (1994), de la Academia Alemana de Ciencias Naturales (1999), de la American Association for the Advancement of Science (2005) y de la División de Ciencias de la Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences (2006).

Su trabajo ha sido reconocido con numerosos premios; este año fue nombrado caballero por la Reina de Inglaterra (Knight Bachelor) y recibió el Premio Internacional Rey Faisal 2007 en Ciencias, el Premio Tetrahedron 2007 a la Creatividad en Química Orgánica y el Premio Arthur C. Cope 2008 de la American Chemical Society.

Según el ISI (Institute for Scientific Information), el Prof. Stoddart es el tercer químico más citado del mundo. Cuenta con más de 60 honores internacionales importantes y cátedras nombradas. Ha publicado más de 790 comunicaciones, artículos y reseñas, y ha impartido más de 700 conferencias invitadas alrededor del mundo.

Sus principales contribuciones han identificado nuevas direcciones importantes para la química, creando una escuela de pensamiento totalmente nueva que vincula la mayor subdisciplina de la química con el campo de la nanociencia y la nanotecnología.