El avance permitirá construir máquinas moleculares inimaginables hoy en día, capaces de realizar tareas como la distribución inteligente de fármacos
Un equipo internacional de científicos ha logrado, por primera vez en la historia, modificar moléculas individuales de forma selectiva, rompiendo o formando enlaces entre sus átomos a voluntad. El avance hará posible la creación de moléculas hasta ahora inimaginables, según proclama el químico español Diego Peña, uno de los líderes del grupo. “Esta técnica va a revolucionar la química”, sentencia. Su investigación es portada de la revista Science, referente de la mejor ciencia mundial.
Una molécula es simplemente una agrupación de átomos. El agua —como indica su famosa fórmula química, H₂O— tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos por los llamados enlaces covalentes, en los que se comparten electrones. En la actualidad, para modificar moléculas, los científicos utilizan un proceso similar a meter trillones de ladrillos de LEGO en una lavadora, esperando que se ensamblen y formen el producto deseado, según una ilustrativa comparación utilizada por el químico ruso Igor Alabugin y su colega chino Chaowei Hu en la propia revista Science. El equipo de Peña, en cambio, ha utilizado un microscopio de última generación, capaz de concentrarse en una única molécula de una millonésima de milímetro y de modificar sus enlaces mediante pulsos eléctricos.
“Podemos ensamblar los átomos de una forma inimaginable”, celebra Peña, del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS), de la Universidad de Santiago de Compostela. El científico, un santiagués a punto de cumplir 48 años, parafrasea una célebre frase de la película Blade Runner: “Yo he visto moléculas que vosotros no creeríais”. Él y sus colegas han creado diferentes estructuras con 18 átomos de carbono y ocho de hidrógeno, formando anillos y otras florituras, de manera reversible. “Si le preguntaras a un químico si es posible sintetizar algunas de estas moléculas, te diría que es imposible, porque reaccionarían con el ambiente y durarían milisegundos”, opina Peña.
Los autores han utilizado una versión avanzada del microscopio de efecto túnel, cuyos inventores —el alemán Gerd Binnig y el suizo Heinrich Rohrer, del laboratorio de la empresa IBM en Zúrich (Suiza)— ganaron el Nobel de Física en 1986. Estos instrumentos, que requieren una temperatura de alrededor de 270 grados bajo cero y condiciones de ultraalto vacío para garantizar la estabilidad de las moléculas, son capaces de obtener imágenes de superficies a nivel atómico. El equipo de Peña ya logró ser portada de la revista Science en 2012, tras obtener la primera imagen de enlaces entre átomos de moléculas individuales.
El físico alemán Leo Gross, de IBM, es otro de los autores principales de la investigación. “Las reacciones selectivas en una sola molécula pueden permitir la creación de novedosas máquinas moleculares artificiales, más complejas y versátiles”, expone Gross, que imagina un futuro en el que se mejorará la síntesis y la distribución de fármacos. “Estas máquinas moleculares podrían realizar tareas como el transporte de otras moléculas o de nanopartículas, la fabricación y la manipulación de nanoestructuras y la facilitación de transformaciones químicas”, añade el físico. Para llegar a ese futuro, hará falta primero dominar esta nueva técnica, que está todavía “en su infancia”, según reconocen sus autores.
