miércoles, 9 de octubre de 2013

La Real Academia Sueca de las Ciencias otorgó el Premio Nobel de Química en 2013 a
Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel por el desarrollo de modelos multiescala de sistemas químicos complejos.


La computadora, nuestra Virgilio en el mundo de los átomos

Hoy en día los experimentos químicos se hacen en computadoras como en laboratorios. Los resultados teóricos provenientes de los ordenadores son confirmados por los experimentos reales que producen nuevas pistas sobre cómo funciona el mundo de los átomos. Teoría y práctica se ayudan y fortalecen mutuamente. Créditos: Nobel Prize Foundation.
Los químicos han usado bolas de plástico y palos de madera ​​para crear modelos de moléculas. Hoy en día, el modelado se lleva a cabo usando computadoras. En la década de 1970, Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel sentaron las bases para los programas que se utilizan para entender y predecir procesos químicos. Los modelos de computadora que reflejan la vida real son cruciales para la mayoría de los avances en la química de hoy.

Las reacciones químicas ocurren a la velocidad de la luz. En una fracción de un milisegundo, los electrones saltan de un atomo a otro. La química clásica tiene dificultades para mantenerse al día; es prácticamente imposible mapear experimentalmente cada pequeño paso en un proceso químico. Con la ayuda de los métodos ahora galardonados con el Premio Nobel de Química, los científicos usan computadoras para conocer los procesos químicos, tales como la purificación de gases de escape en un catalizador de o la fotosíntesis en las hojas verdes.

El trabajo de Karplus, Levitt y Warshel es innovador porqué se las arreglaron para hacer de lado la obra física clásica de Newton fundamentalmente diferente a la física cuántica. La fuerza de la física clásica recae en que los cálculos son simples y pueden ser utilizados para modelar moléculas grandes. Su debilidad, que no ofrece ninguna manera de simular las reacciones químicas. Para ello, los químicos tuvieron que utilizar la física cuántica. Pero estos cálculos requieren enorme potencia de cálculo y por lo tanto sólo podían ser usadas con pequeñas moléculas.

Los laureados con el Premio Nobel de este año en Química tomaron lo mejor de ambos mundos: usando métodos tanto de la física clásica y la cuántica. Por ejemplo, en simulaciones de cómo un medicamento actúa con una proteína en el cuerpo, el equipo realiza los cálculos teóricos cuánticos en los átomos de la proteína diana que interactúa con el medicamento. El resto de la proteína se simula utilizando la física clásica menos exigente.

Hoy en día los modelos son una herramienta tan importante para los químicos como lo es un tubo de ensayo. Las simulaciones son tan realistas que predicen el resultado de experimentos tradicionales.

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