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Estructura molecular frente a un ordenador.
Estructura molecular frente a un ordenador. Getty Images/iStockphoto

El Nobel de Química 2013 premia las bases para entender y predecir los procesos químicos

  • Han desarrollado modelos de simulación por ordenador de procesos químicos

  • Los galardonados han hecho posible la 'química del siglo XXI'

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Los científicos Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel, que trabajan en diversas universidades de Estados Unidos, han sido galardonados con el premio Nobel de Física 2013 por desarrollar modelos informáticos que permiten entender y predecir procesos químicos complejos.

Así lo ha anunciado la Real Academia de las Ciencias de Suecia, que ha conectado por teléfono con el profesor de la Universidad del Sur de California, el israelí Arieh Warshel, quien ha revelado encontrarse "extremadamente bien" al conocer el premio a pesar de ser las 3 de la mañana en Los Ángeles.

Los modelos informáticos son imprescindibles para la mayoría de los avances en química. Los métodos desarrollados por Karplus, Levitt y Warshel han permitido a los ordenadores desvelar procesos químicos como la fotosíntesis de las hojas verdes o la purificación de un catalizador de gases de escape, según revela el comunicado de los premios Nobel.

Warshel ha explicado que los estudios que comenzaron a desarrollar en los años 70 han permitido crear modelos por ordenador que han sido cruciales para los avances en química hoy en día.

Métodos para imitar procesos químicos

Las reacciones químicas se dan en una fracción de un milisegundo, por lo que es prácticamente imposible detallar con métodos químicos tradicionales cada pequeño paso de un proceso químico.

En el material didáctico publicado por la academia sueca de ciencias instan a imaginarse una fotografía con moléculas tridimensionales como la que encabeza esta noticia. En su centro hay una región, llamada centro de reacción, donde las móleculas se dividen. Es un proceso en el que solo unos pocos átomos e iones están involucrados y del que no se sabía nada.

Este proceso , sin embargo, con software como el que han creado los recién galardonados con el Nobel de Química, se pueden calcular diversas posibles reacciones, lo que se conoce como 'modelado de simulación'. Con estos métodos, los investigadores pueden llevar a cabo experimentos reales y mejorar las simulaciones de los procesos químicos.

Por esta razón, el trabajo de Karplus, Levitt y Warshel ha sido pionero, ya que sus métodos han permitido hitos como simular la fotosíntesis artificial. Con la obtención de células solares más eficientes se puede reducir el problema del efecto invernadero.

Por tanto, se ha cambiado en cierto la imagen de químicos experimentando con tubos por la de investigadores enzarzados con la pantalla del ordenador, el ratón y el teclado.

El Premio Nobel de Química es uno de los cinco galardones instituidos en su testamento por el magnate sueco e inventor de la dinamita, Alfred Nobel (1833-1896), junto con los de Física, Medicina, Literatura y el Nobel de la Paz.

Está dotado con 8 millones de coronas suecas (unos 922.000 euros) y lo otorga la Real Academia de Ciencias de Suecia, fundada en 1793 por una sociedad dedicada a la promoción de las ciencias naturales y de las matemáticas.

Martin Karplus

Nacido en Viena en 1930 pero naturalizado estadounidense en 1945, se graduó en 1950 en la Universidad de Harvard, antes de obtener un doctorado tres años después en el Instituto Tecnológico de California.

Con posterioridad trabajó en las facultades de Illinois y Columbia para regresar en 1966 a la Universidad de Harvard, donde es actualmente profesor emérito de Química.

Entre los premios que ha recibido se cuentan el Irving Langmuir en Física y Química de la Sociedad Física Estadounidense (1987) y el ACS en Química Teórica (1993). Su labor científica incluye también el desarrollo de la ecuación Karplus, muy relevante para análisis conformacionales de moléculas orgánicas, y la aplicación de cálculos dinámicos clásicos a las reacciones químicas en fase gaseosa.

Michael Levitt

Nació en Pretoria (Sudáfrica) en 1947, aunque muy pronto se trasladó al Reino Unido. En 1968 se graduó en Física en el King's College de Londres, antes de doctorarse en Biofísica por la Universidad de Cambridge.

Durante su actividad profesional ha pasado por instituciones como el Instituto Weizmann de Israel, en el que fue profesor durante diferentes periodos entre las décadas de los 70 a los 90.

Levitt, que posee las nacionalidades británica, estadounidense e israelí, también trabajó en la Universidad de Cambridge antes de llegar en 1987 a la de Stanford, donde en la actualidad ejerce como profesor en la escuela de Medicina. Fue pionero en Biología Computacional, estableciendo el marco teórico y conceptual en el que se basa esta especialidad, y ha desarrollado además modelos de media escala de grandes complejos macromoleculares.

Arieh Warshel

Nacido el Israel en 1940, trabaja actualmente como profesor en la Universidad del Sur de California. Se graduó en la Universidad de Haifa antes de doctorarse por el Instituto Weizmann de las Ciencias y continuar su trabajo postdoctoral en Harvard.

En 1972 regresó al Instituto Weizmann, donde permaneció cuatro años, para unirse luego al departamento de Química de la Universidad del Sur de California.

Entre los principales logros de Warshel, aparte de presentar la primera simulación dinámica molecular de un proceso biológico, figuran la elaboración de los modelos electroestáticos microscópicos para proteínas.

Warshel, que posee pasaporte israelí y estadounidense, ha sido distinguido con el premio anual de la Sociedad Internacional de Biología Cuántica y Farmacología (1993) y la medalla Tolman (2003), entre otros galardones.

Fuente de las biografías: Agencia EFE

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