Descubrimientos en química ganadores del Premio Nobel en los últimos 20 años y su impacto

Sabias el Premio Nobel in Química ¿Se le ha dado 115 veces? Este premio ha recaído en 194 personas entre 1901 y 2023.¹ Entre ellos, Frederick Sanger y Barry Sharpless ganaron dos veces cada uno. Entonces, 192 personas han recibido esto. premio Noble.¹ El anuncio para el 2024. Química Premio Nobel Será el miércoles 9 de octubre a las 11:45 CEST como muy pronto.¹ Profundicemos en los descubrimientos modernos que han asombrado al Comité del Nobel en los últimos años. descubrimientos de química

Puntos clave

• El Premio Nobel in Química destaca importantes avances en el ADN, los átomos y mucho más.
• Avances en microscopía crioelectrónica, edición de genesy química verde impacta profundamente campos como la biología y la energía.
• El Comité Nobel también elogia la computación y nanoquímica, mostrando su papel clave en el avance de la química.
• Los campos reconocidos incluyen catálisis organometálica y DNA Tech por su importante trabajo.
• Las innovaciones químicas que ganan premios Nobel allanan el camino hacia un futuro más ecológico y avanzado.

El El Premio Nobel de Química es un máximo honor en el mundo de la ciencia.¹ Fue creado por voluntad de Alfred Nobel en 1895. Cada año, la Real Academia Sueca de Ciencias elige a los ganadores. Eligen personas que han cambiado la forma en que vemos y utilizamos la química.

Historia y significado

El El Premio Nobel de Química Se ha repartido 115 veces. Ha ido a parar a 194 científicos inteligentes desde 1901 hasta 2023.¹ Este premio celebra los grandes avances en la química. Ha arrojado luz sobre campos como máquinas moleculares y puntos cuánticos. Algunos ganadores ayudaron brindándonos nuevos métodos como microscopía crioelectrónica.

Criterios de selección

Obteniendo el El Premio Nobel de Química significa que realmente has cambiado el juego.¹ La selección es muy detallada. La Academia analiza la magnitud del descubrimiento y lo que podría hacer por la química. También verifican todo el trabajo de la persona. El objetivo es celebrar la gran ciencia y animar a otros a hacer lo mismo.

Descubrimientos pioneros en máquinas moleculares

En 2016, Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddarty Ben Feringa Ganó el Premio Nobel de Química. Fueron honrados por crear máquinas moleculares.² su trabajo en nanotecnología abre las puertas a nuevos avances en medicina, informática e ingeniería.²

Las contribuciones de Jean-Pierre Sauvage

El trabajo de Jean-Pierre Sauvage condujo a la formación de catenanos y rotaxanos, claves para hacer máquinas moleculares.² Sauvage y su equipo construyeron la primera máquina de este tipo en 1983. Utilizaba anillos entrelazados que podían girar gracias a un interruptor de cobre.²

Nudos moleculares de Fraser Stoddart

Fraser Stoddart centrado en hacer nudos en moléculas y crear interruptores y lanzaderas moleculares.² En 1991, introdujo los rotaxanos, en los que las moléculas anulares se mueven a lo largo de un eje.² Stoddart también creó "músculos" moleculares y un "ascensor" en el tamaño molecular.²

Los motores moleculares de Ben Feringa

El trabajo de Ben Feringa se centra en motores moleculares, capaces de realizar movimientos mecánicos a nanoescala.² Desde 1994, él y su equipo construyeron muchas máquinas moleculares rotativas. Esto incluye modelos de automóviles y motores con tracción en las 4 ruedas.²

Impacto en la nanotecnología y la administración de medicamentos

Los avances en máquinas moleculares de Sauvage, Stoddart y Feringa impactan nanotecnología y administración de fármacos.² Aunque los usos prácticos siguen aumentando, estas máquinas prometen tecnologías esenciales en medicina, informática y más.²

Microscopía crioelectrónica: desentrañando estructuras biomoleculares

El Premio Nobel de Química 2017 fue para jacques dubochet, joaquín francoy Richard Henderson. Fueron honrados por su trabajo innovador en microscopía crioelectrónica (crio-EM).³ Dubochet desarrolló un método para congelar muestras biológicas rápidamente. Esto permitió que las muestras se vieran en su forma natural y húmeda, evitando la necesidad de secarlas o teñirlas.³ joaquín franco se centró en mejorar la forma en que las imágenes 2D de crio-EM podrían convertirse en modelos 3D detallados.³

La técnica de vitrificación de Jacques Dubochet

Dubochet cambió el juego cuando encontró una manera rápida de congelar muestras.³ Al congelarlas rápidamente a temperaturas inferiores a -150°C, se mantuvieron las formas originales de las muestras. Esto lo hizo crio-EM imágenes más claras sin el desorden habitual al preparar las muestras.³

Algoritmos de procesamiento de imágenes de Joachim Frank

Frank también mejoró significativamente crio-EM.³ Creó programas informáticos inteligentes. Estos pudieron convertir imágenes de microscopio planas en modelos 3D detallados.³ Este avance abrió el uso de crio-EM para estudiar cómo las drogas pueden funcionar a nivel molecular.

Aplicaciones en biología estructural y diseño de fármacos.

Juntos, Dubochet, Frank y Henderson cambiaron la forma en que estudiamos las estructuras de los componentes básicos de la vida.³ Crio-EM permite a los científicos observar muy de cerca las proteínas y otras partes esenciales de la vida. Esto ayuda a encontrar nuevos medicamentos y comprender cómo podrían funcionar.³ Su trabajo ha sido clave para hacer que el proceso de descubrimiento de fármacos sea más inteligente y rápido.

Premio Nobel y correspondiente descubrimiento e impacto químico en las últimas dos décadas.

Baterías de iones de litio: revolucionando el almacenamiento de energía

En 2019, John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino ganaron el Premio Nobel de Química. Lo consiguieron por crear. baterías de iones de litio. Estas baterías cambiaron la forma en que almacenamos energía e hicieron populares los dispositivos portátiles.

Este premio reconoce su trabajo para mejorar nuestra vida diaria. Ahora podemos usar nuestros teléfonos, computadoras portátiles y otros dispositivos de manera más fácil y eficiente.

CRISPR-Cas9: un gran avance en la edición de genes

En 2020, Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna recibieron el Premio Nobel de Química. Ganaron por desarrollar el Herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9. Esta herramienta ha traído cambios masivos a edición de genes.

Su trabajo ha abierto nuevas puertas en la medicina, la agricultura y la biotecnología. Nos ayuda a cambiar genes con precisión, abordando problemas como trastornos genéticos e impulsando la producción de cultivos.

Organocatálisis: Síntesis química sostenible y eficiente

Luego, en 2021, Benjamin List y David WC MacMillan recibieron el Premio Nobel de Química. Fueron honrados por sus grandes ideas en organocatálisis. Este campo ha dado lugar a formas más ecológicas y eficaces de fabricar productos químicos.

Al utilizar pequeñas moléculas orgánicas, reducen el daño que la producción química causa al medio ambiente. Además, este método hace que los cambios químicos funcionen mejor.

Química Verde: Hacia el Desarrollo Sostenible

El Premio Nobel de Química destaca el papel vital de la química verde para hacer que los procesos y productos químicos sean más seguros para nuestro planeta. Principios de la química verde impulsar un menor uso de materiales peligrosos, un mejor uso de la energía y menos desperdicio. Se centran en mejorar toda la vida útil de los productos químicos.

Procesos Catalíticos para la Producción Sostenible

Yves Chauvin, Robert H. Grubbs y Richard R. Schrock ganaron el Premio Nobel en 2005 por su trabajo sobre la metátesis de olefinas. Este método hace que la síntesis orgánica sea más ecológica y eficiente mediante reacciones catalíticas.⁵ Ayuda a evitar reactivos y disolventes tóxicos, lo que hace que la producción química sea más sostenible.

Fuentes de energía renovables y almacenamiento de energía

El Premio Nobel también celebra energía renovable y mejores formas de almacenar energía. Estas tecnologías son clave para desarrollo sostenible.⁵ Los científicos han logrado avances significativos en almacen de energia, Tales como baterías de iones de litio. Han impulsado enormemente el uso de energía renovable .

Remediación Ambiental y Gestión de Residuos

El Premio Nobel también honra el trabajo en la limpieza del medio ambiente y la gestión de residuos. Estos esfuerzos son esenciales para luchar contra la contaminación y ahorrar recursos.⁵ Importantes tecnologías permiten una eliminación más segura de los residuos y la recuperación de materiales útiles.

La atención del Premio Nobel a química verde destaca la importancia de desarrollo sostenible.⁵ Ante los serios problemas ambientales, el progreso continuo en química verde es clave. Es vital para avanzar hacia una economía circular y sostenible.

Química computacional: descubriendo secretos moleculares

Lo más destacado del Premio Nobel de Química química computacionalLa importancia. Este campo impulsa nuestro conocimiento de las estructuras y rasgos moleculares.⁶ En 1998, Walter Kohn y John Pople obtuvieron el Nobel por desarrollar teoría funcional de la densidad. Este método modela la composición electrónica de moléculas y materiales.⁶ Desde entonces, química computacional se volvió vital en diseño de drogas y ciencia de los Materiales.

Modelado y Simulaciones de Sistemas Químicos

Modelado molecular y simulaciones químicas son clave para comprender el comportamiento molecular. Permiten a los investigadores estudiar en profundidad las propiedades y las interacciones de las moléculas. Esta profundidad sería difícil de alcanzar sólo mediante experimentos.

Cálculos de mecánica cuántica y teoría del funcional de densidad

El nacimiento de mecánica cuántica y teoría funcional de la densidad marcó un avance importante. Estos marcos ayudan a modelar con precisión las estructuras electrónicas de las moléculas. Esta precisión es vital para crear y refinar nuevos materiales y medicamentos.

Aplicaciones en diseño de fármacos y ciencia de materiales

Usar química computacional ha cambiado la forma en que desarrollamos nuevos medicamentos. Métodos computacionales agilizar la búsqueda de compuestos eficaces. También mejoran sus cualidades medicinales, acelerando el descubrimiento de fármacos. En ciencia de los Materiales, este campo es clave para la creación de nuevos materiales. Estos materiales pueden tener características como mejores almacen de energia o ser más respetuosos con el medio ambiente.

Nanoquímica: explorando el nanomundo

Entregado el Premio Nobel de Química nanoquímica. Este campo estudia materiales a escalas muy pequeñas.⁷ La gente ha estado fabricando materiales nanoestructurados desde la antigüedad. Por ejemplo, Roma y la Europa medieval tuvieron muestras tempranas.⁷ En 1857, Michael Faraday encontró oro coloidal “rubí”. Esto demostró cómo los materiales diminutos pueden tener propiedades especiales.⁷ John Bardeen, William Shockley y Walter Brattain fabricaron el primer transistor semiconductor en 1947. Esto dio lugar a los dispositivos electrónicos. Comenzó la era de la información.⁷ Gordon Moore habló sobre la Ley de Moore en 1965. Esta es la idea de que la cantidad de transistores en un chip se duplica cada 2 años. Muestra lo importante nanoquímica está en electrónica.

Síntesis y Caracterización de Nanopartículas

⁷ Sumio Iijima encontró nanotubos de carbono en 1991. Eran muy fuertes, conductores y buenos para calentar. Se utilizan en electrónica, biología y más.⁷ Chad Mirkin inventó la nanolitografía® con pluma sumergible en 1999. Permite realizar patrones repetitivos de circuitos y biomateriales. Esta es una técnica clave en la fabricación con nanotecnología.⁷ Louis Brus y Moungi Bawendi nos mostraron nanocristales y puntos cuánticos. Louis los encontró en 1985 y Moungi en 1993. Se utilizan en muchos campos, como la informática y la iluminación.

Autoensamblaje y química supramolecular

⁸ Los puntos cuánticos se vuelven especiales a escala nanométrica. Louis Brus, Aleksey Yekimov y Moungi Bawendi han logrado grandes avances en su calidad.⁸ A partir de los años 80, los puntos cuánticos encontraron su lugar en muchos campos como la física y la medicina.⁸ Al trabajar con nanopartículas, hemos visto extraños efectos cuánticos. Por ejemplo, el sulfuro de cadmio puede cambiar su apariencia según su tamaño.⁸ El trabajo de Louis Brus en 1983 demostró que las pequeñas partículas de sulfuro de cadmio absorben la luz de una manera diferente a las grandes.

Aplicaciones en catálisis, detección y dispositivos biomédicos

⁷ Estados Unidos inició la Iniciativa Nacional de Nanotecnología en 2000. Esto demuestra la seriedad del país respecto de la nanoinvestigación.⁹ En 2005, se hablaba de nanotecnología en todo el mundo.⁹ En 2015, se realizó una investigación sobre la seguridad de las nanopartículas.⁹ El sitio web de la Iniciativa Nacional de Nanotecnología fue visitado el 22 de julio de 2019.⁹ Feynman RP imaginó lo poderosa que podría ser la nanotecnología en 1960.

Catálisis organometálica: permitiendo transformaciones eficientes

El Premio Nobel de Química ha puesto de relieve la importancia catálisis organometálica es hacer que los cambios químicos sean más eficientes. Todo empezó allá por los siglos XVIII y XIX.¹⁰ Pero en los siglos XX y XXI se han producido grandes avances gracias a nuevos catalizadores y métodos.¹⁰ Un paso clave fue el Premio Nobel de 2005 otorgado por la metátesis de olefinas. Este proceso ayuda a reorganizar los dobles enlaces carbono-carbono y ahora se usa ampliamente para producir nuevos compuestos orgánicos. Yves Chauvin, Robert H. Grubbs y Richard R. Schrock ganaron este premio.¹¹

Desarrollo de catalizadores de metales de transición.

El desarrollo de los catalizadores de metales de transición ha mejorado enormemente la forma en que fabricamos medicamentos, productos químicos especializados y más.¹¹ Metales como Pt, Pd, Ru y Rh, además del oro, son actores clave en muchos procesos industriales.¹¹ Utilizándolos de una forma diferente, llamada heterogénea. catálisis, nos ayuda a reducir la cantidad que utilizamos.¹¹ Además, unir estos metales a nanomateriales diminutos los mantiene funcionando bien con el tiempo. Esta práctica apoya la reutilización y el reciclaje de catalizadores cruciales.¹¹

Catálisis asimétrica y síntesis enantioselectiva

la rama de catálisis asimétrica y síntesis enantioselectiva También hemos avanzado mucho.¹¹ En 2001, WS Knowles, R. Noyori y KB Sharpless ganaron el Premio Nobel por sus avances.¹¹ Ahora, los químicos utilizan varios ligandos para unir metales activos a imanes. nanopartículas. Este método hace que los catalizadores sean muy eficientes, incluso cuando se usan en pequeñas cantidades.¹¹

Aplicaciones en productos farmacéuticos y química fina

Catálisis organometálica ha cambiado la forma en que fabricamos medicamentos y productos químicos especiales.¹¹ Los carbenos N-heterocíclicos (NHC) están teniendo un gran impacto el impacto, especialmente en reacciones de polimerización.¹¹ Se destaca la reducción electroquímica, que hace que las reacciones sean más simples y sostenibles. Utiliza agua y equipos sencillos en lugar de sistemas de alta presión.¹¹ Pero convertir la materia orgánica en ácidos carboxílicos requiere directamente mucha energía. También es difícil de hacer en la práctica, por lo que tenemos que pensar en el panorama ambiental más amplio al utilizar estos métodos.¹¹

Nanotecnología del ADN: construcción a escala molecular

El Premio Nobel de Química reconoce nanotecnología de ADN. Utiliza moléculas de ADN para construir estructuras pequeñas pero complejas. Este campo ha crecido mucho últimamente.⁹ El interés y la investigación en nanotecnología también han aumentado significativamente.

Origami de ADN y nanotecnología de ADN estructural

En 2016, tres científicos ganaron el Premio Nobel por sus trabajos sobre máquinas moleculares. Este trabajo llevó a Origami de ADN y nanotecnología de ADN estructural.⁹ La seguridad en las aplicaciones de la nanotecnología es motivo de preocupación, como lo demuestra un estudio sobre ciertos nanopartículas.⁹ Estas tecnologías ayudan a crear nuevos biodetección herramientas y abrir posibilidades en nanomedicina, como apuntar a agentes terapéuticos.

Aplicaciones en biosensores y nanomedicina

⁹ La nanoética se ha convertido en un área de estudio clave, centrándose en la ética de la nanotecnología. La nanotecnología del ADN ayuda a avanzar biodetección herramientas y mejora nanomedicina.⁹ El Museo Británico destaca artefactos nanotecnológicos, subrayando su importancia histórica y global. el impacto.⁹ Los estudios sobre el brillo de los nanomateriales muestran sus diversos usos. Por ejemplo, los nanotubos de carbono en los antiguos sables de Damasco dan pistas de los primeros usos de la nanotecnología.⁹ La investigación sobre puntos de carbono para bioimagen y terapia contra el cáncer demuestra la versatilidad de los nanomateriales en medicina y diagnóstico.

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Conclusión

El El Premio Nobel de Química celebra descubrimientos químicos clave. Estos avances se han producido en los últimos 20 años. Incluyen nuevas tecnologías como máquinas moleculares.¹ y microscopía crioelectrónica¹.

También destacan importantes logros en baterías de iones de litio¹ y CRISPR edición de genes¹. Además, se centran en hacer que los procesos químicos sean más sostenibles.¹. Gracias a estos ganadores del Nobel, hemos visto grandes cambios en la forma en que utilizamos la química.

Nos basamos en estos nuevos hallazgos en muchas áreas. Por ejemplo, almacen de energia y desarrollo de fármacos. Además, ellos el impacto limpiar el medio ambiente y mejorar ciencia de los Materiales.

El mundo se enfrenta a grandes desafíos. Las innovaciones en química, como se ve en el Premio Nobel, son claves para solucionarlos. Los descubrimientos celebrados por el Premio Nobel han cambiado profundamente nuestras vidas. También han impulsado la ciencia hacia un futuro mejor.

Enlaces de origen

1. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/
2. https://www.newscientist.com/article/2108002-chemistry-nobel-prize-goes-to-invention-of-molecular-machines/
3. https://www.technologynetworks.com/analysis/articles/cryo-electron-microscopy-principle-strengths-limitations-and-applications-377080
4. https://www.britannica.com/topic/Winners-of-the-Nobel-Prize-for-Chemistry-1846695
5. https://www.acs.org/greenchemistry/principles/12-principles-of-green-chemistry.html
6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10409820/
7. https://www.nano.gov/timeline
8. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/popular-information/
9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6982820/
10. https://www.ingentaconnect.com/contentone/matthey/jmtr/2017/00000061/00000003/art00010?crawler=true&mimetype=application/pdf
11. https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/organometallic-catalysis