Cómo se calculan las reacciones químicas

06.08.2021 - Estados Unidos

Una sola molécula contiene una gran cantidad de información. No sólo incluye el número de cada tipo de átomo constitutivo, sino también cómo están dispuestos y cómo se unen entre sí. Y durante las reacciones químicas, esa información determina el resultado y se transforma. Las moléculas chocan, se rompen, se vuelven a ensamblar y se reconstruyen de forma predecible.

Hay otra forma de ver una reacción química, dice el profesor externo del Instituto de Santa Fe Juan-Pérez Mercader, que es físico y astrobiólogo con sede en la Universidad de Harvard. Es un tipo de computación. Un dispositivo de computación es aquel que toma información como entrada, luego transforma mecánicamente esa información y produce alguna salida con un propósito funcional. La entrada y la salida pueden ser casi cualquier cosa: números, letras, objetos, imágenes, símbolos o cualquier otra cosa.

O, según Pérez-Mercader, moléculas. Cuando las moléculas reaccionan, siguen los mismos pasos que describen la computación: Entrada, transformación, salida. "Es una computación que controla cuándo se producen ciertos acontecimientos", dice Pérez-Mercader, "pero a escala nanométrica, o más corta".

Las moléculas pueden ser pequeñas, pero su potencial como herramientas de computación es enorme. "Se trata de una herramienta de computación muy poderosa que hay que aprovechar", afirma, señalando que un solo mol de una sustancia tiene 10^23 procesadores químicos elementales capaces de calcular. Durante los últimos años, Pérez-Mercader ha estado desarrollando un nuevo campo que denomina "computación química nativa". Es una búsqueda multifacética: no sólo quiere explotar la computación química, sino también encontrar los retos para los que es más adecuada.

"Si tenemos una potencia tan grande, ¿qué tipo de problemas podemos abordar?", se pregunta. No son los mismos que podrían resolverse mejor con un superordenador, dice. "Entonces, ¿para qué sirven?".

Tiene algunas ideas. Las reacciones químicas, dice, son muy buenas para construir cosas. Así que en 2017, su grupo "programó" reacciones químicas para utilizar un montón de moléculas para ensamblar un contenedor. El experimento demostró que estas moléculas, en cierto sentido, podían reconocer la información - y transformarla de una manera específica, análoga a la computación.

Pérez-Mercader y su principal colaboradora en el proyecto, la ingeniera química Marta Dueñas-Díez, de Harvard y el Laboratorio de Tecnología Repsol de Madrid, han publicado recientemente una revisión de sus avances en computación química. En él, describen cómo las reacciones químicas pueden utilizarse, en un laboratorio, para construir una amplia gama de sistemas informáticos conocidos, desde simples puertas lógicas hasta máquinas de Turing. Sus hallazgos, dice Pérez-Mercader, sugieren que si las reacciones químicas pueden "programarse" como otros tipos de máquinas de computación, podrían aprovecharse para aplicaciones en muchas áreas, como la administración inteligente de fármacos, las redes neuronales o incluso las células artificiales.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

Publicación original

“Native Chemical Computation. A Generic Application of Oscillating Chemistry Illustrated With the Belousov-Zhabotinsky Reaction."; Frontiers in Chemistry (2021)

https://www.quimica.es/noticias/1172227/como-se-calculan-las-reacciones-quimicas.html

Publicación original

“Native Chemical Computation. A Generic Application of Oscillating Chemistry Illustrated With the Belousov-Zhabotinsky Reaction."; Frontiers in Chemistry (2021)

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