La Real Academia Sueca de las Ciencias ha anunciado hoy que el Premio Nobel de Química 2011 es para el científico israelí Daniel Shechtman “por el descubrimiento de los cuasicristales”. Estas estructuras cristalinas presentan unos patrones regulares que asombrosamente nunca se repiten, como ocurre con los mosaicos árabes de la Alhambra de Granada.
El investigador Daniel Shechtman, nacido en Tel Aviv (Israel) en 1941, es el Premio Nobel de Química de este año por haber descubierto los cuasicristales, según acaba de anunciar la Real Academia Sueca de las Ciencias. El científico se licenció en 1972 en el Technion - Israel Institute of Technology de Haifa, donde hoy es profesor, y tuvo que librar una dura batalla para demostrar su hallazgo.
En la mañana del 8 de abril de 1982 apareció una imagen en el microscopio electrónico de Shechtman que parecía ir en contra de las leyes de la naturaleza y la ciencia establecida. Hasta entonces se pensaba que en la materia sólida donde aparecen átomos empaquetados dentro de cristales, los patrones simétricos se repetían una y otra vez. Para los científicos esta repetición era imprescindible para obtener un cristal.
Sin embargo, la imagen del científico israelí demostró que los átomos de su cristal se empaquetaban siguiendo un patrón que no se podía repetir. Esto se consideraba tan imposible como crear un balón de fútbol con sólo polígonos de seis puntas, cuando una esfera necesita polígonos de cinco y seis esquinas.
El descubrimiento rompía las normas establecidas y fue extremadamente controvertido. En el curso de la defensa de sus hallazgos, se llegó a pedir a Shechtman que dejara su grupo de investigación. Pero al final su batalla forzó a la comunidad científica a reconsiderar su concepción de la naturaleza misma de la materia.
“El Premio Nobel de Química 2011 ha alterado de forma sustancial como los químicos conciben la materia sólida”, destaca en un comunicado la Real Academia Sueca de las Ciencias, que también recuerda que los patrones aperiódicos de los cuasicristales son similares a los de los mosaicos del mundo árabe.
Estos mosaicos, como los medievales de la Alhambra de Granada en España y del santuario Darb-i Imam en Irán, han ayudado a los científicos a comprender mejor la estructura de los cuasicristales a nivel atómico. Tanto en los mosaicos como en los cuasicristales los patrones son regulares, siguen reglas matemáticas, pero nunca se repiten.
Cuasicristales y proporción aurea
Para describir los cuasicristales de Shechtman se utiliza un concepto que proviene de las matemáticas y el arte: la proporción áurea. Este número fue de gran interés para los matemáticos de la Grecia antigua, ya que a menudo aparecía en la geometría. En los cuasicristales, por ejemplo, la proporción de diferentes distancias entre los átomos está relacionada con la proporción aurea.
Tras el descubrimiento de Shechtman, los investigadores también han logrado crear otros tipos de cuasicristales en el laboratorio. Además se ha descubierto que, de forma natural, aparecen en muestras de mineral, como algunas encontradas en un río ruso.
Por su parte, una empresa sueca también los ha descubierto en un tipo especial de acero, donde los cristales refuerzan el material como una armadura. En la actualidad también se experimenta con el uso cuasicristales en diferentes productos, como sartenes y motores diesel.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
