Robert Curl: el espectroscopista que encontró un balón de fútbol hecho de carbono

Robert Curl pasó la mayor parte de su carrera escuchando las vibraciones de moléculas inestables mediante espectroscopia de microondas e infrarroja, un trabajo del que pocos fuera de los departamentos de química llegaron a oír hablar. Luego, en once días de septiembre de 1985, un aparato láser prestado y un pico inesperado en un espectrógrafo de masas le entregaron una molécula tan simétrica que parecía diseñada antes que descubierta, y un Premio Nobel once años después. El niño que una vez arruinó la estufa de porcelana de su madre con un frasco de ácido nítrico de un juego de química terminó reescribiendo lo que el carbono podía llegar a ser.

Un hijo de predicador con un juego de química

Curl nació el 23 de agosto de 1933 en Alice, Texas, hijo de un ministro metodista cuyos puestos misioneros mantuvieron a la familia mudándose por el sur y suroeste de Texas. Un juego de química que recibió a los nueve años marcó el rumbo de su vida, a pesar del daño doméstico que causó. Terminó la escuela secundaria en Thomas Jefferson High en San Antonio y eligió el Rice Institute para la universidad, atraído, según sus propias palabras, tanto por la matrícula gratuita y el equipo de fútbol americano como por su departamento de química. Obtuvo su licenciatura allí en 1954, luego fue a Berkeley para realizar un doctorado bajo la supervisión de Kenneth Pitzer, estudiando la espectroscopia infrarroja de los ángulos de enlace del disiloxano, antes de una estancia posdoctoral en Harvard con E. B. Wilson analizando las barreras rotacionales de las moléculas mediante espectroscopia de microondas. En 1958 regresó a Rice como joven profesor, heredando el equipo y los estudiantes graduados de un profesor que se marchaba, y permaneció allí el resto de su vida laboral.

Décadas en el ámbito de la espectroscopia

Durante casi tres décadas, el trabajo de laboratorio de Curl se centró en la espectroscopia de microondas e infrarroja de radicales libres y pequeñas especies inestables como el dióxido de cloro: ciencia precisa, técnica y poco glamurosa destinada a comprender la estructura molecular a través de los detalles finos e hiperfinos de cómo las moléculas absorben y emiten luz. Era un trabajo de instrumentación exigente, del tipo que entrena a un científico para notar cuando una señal no se comporta de la forma en que la teoría predice. Ese hábito de atención importaría más de lo que nadie hubiera podido imaginar.

Once días que descubrieron una nueva forma de carbono

En septiembre de 1985, el químico británico Harold Kroto llegó a Rice para pedir prestado el aparato de vaporización láser que el colega de Curl, Richard Smalley, había construido para estudiar grupos de semiconductores, con la esperanza de recrear las condiciones ricas en carbono de una estrella gigante roja y generar largas cadenas de carbono. Curl se unió al esfuerzo, trabajando junto a Kroto, Smalley y los estudiantes graduados James Heath y Sean O'Brien. Al vaporizar grafito con un intenso pulso láser, el equipo obtuvo sus cadenas de carbono, pero el espectrómetro de masas también mostró algo inesperado: un pico abrumadoramente dominante correspondiente a un grupo de exactamente sesenta átomos de carbono, con un pico hermano más pequeño en setenta. Un solo número tan inerte y prominente implicaba una jaula cerrada, simétrica y químicamente estable en lugar de una cadena abierta. Durante los siguientes once días, el grupo determinó que la única geometría consistente con los datos era una disposición de hexágonos y pentágonos con forma de balón de fútbol, el mismo patrón que el arquitecto Buckminster Fuller había usado en sus cúpulas geodésicas. Llamaron a la molécula buckminsterfullereno. La contribución específica de Curl fue la optimización de las condiciones de vapor de carbono que hicieron que la señal fuera tan clara y el análisis espectral que ayudó a confirmar la estructura. El descubrimiento abrió una rama completamente nueva de la química del carbono: los fullerenos, a los que más tarde se unieron los nanotubos de carbono, y en 1996 Curl compartió el Premio Nobel de Química con Kroto y Smalley "por su descubrimiento de los fullerenos".

Después del premio

Curl fue directo sobre lo que hizo a continuación: como él dijo, "después de ganar un Nobel, puedes convertirte en un pontificador científico o puedes tener alguna idea para una nueva ciencia" que seguir. Eligió esto último, redirigiendo su laboratorio hacia la instrumentación de genotipado y secuenciación de ADN y, más tarde, hacia sensores de gases traza fotoacústicos construidos alrededor de láseres de cascada cuántica: ciencia aplicada de construcción de instrumentos muy en el espíritu de su formación espectroscópica. También sirvió como el primer maestro del Lovett College de Rice, asumiendo el tipo de papel institucional y de mentoría que a menudo se pide a los premios Nobel que cumplan. Cuando el presidente de Rice le preguntó qué quería después del anuncio del Nobel, la petición de Curl fue característicamente modesta: un estante para bicicletas más cerca de su oficina y laboratorio, ya que iba al trabajo en bicicleta todos los días. Se retiró de Rice en 2008, a los setenta y cuatro años, como profesor emérito, habiendo sido elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias y la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias y habiendo recibido honores que incluyen el Premio Alexander von Humboldt para Científicos Estadounidenses Senior y la Medalla del Centenario de la Real Sociedad de Química en el camino.

Una vida privada construida en torno a la rutina

Curl se casó con Jonel Whipple en 1955, y los dos criaron a dos hijos juntos durante lo que se convirtió en un matrimonio de casi siete décadas. Los colegas lo recordaban menos por grandes declaraciones que por sus hábitos constantes: el viaje diario en bicicleta, una partida de bridge semanal habitual con la Bridge Brigade de Rice; la misma disposición hacia la atención paciente y repetida que le había servido en el laboratorio de espectroscopia durante treinta años antes de que los fullerenos aparecieran alguna vez en una pantalla.

Por qué Robert es llamado un genio

El Nobel de Curl no fue por un destello de brillantez teórica, sino por algo más estrecho y, a su manera, más difícil de fingir: la habilidad perceptiva entrenada para reconocer que un pico inesperado en un espectrógrafo de masas significaba algo que todo el campo había pasado por alto. Esa es una forma de reconocimiento de patrones de expertos construido durante décadas de trabajo fundamental espectroscópico poco glamuroso, no una suposición inspirada; el propio Curl atribuyó el sprint de once días hacia una estructura a un genuino esfuerzo de equipo con Kroto, Smalley, Heath y O'Brien, y el encuadre del propio comité Nobel fue colectivo, acreditando "su descubrimiento" en lugar de una sola idea. El contraargumento honesto vale la pena plantearlo claramente: el buckminsterfullereno fue, según el relato de cada participante, un hallazgo fortuito de un experimento destinado a algo completamente diferente, y Curl fue uno de los tres premios Nobel coiguales en lugar de un visionario solitario. Lo que le gana la etiqueta es menos romántico de lo que "genio" implica habitualmente: una disciplina de precisión instrumental de toda una carrera que le permitió ver, en tiempo real, que una anomalía en los datos era una nueva forma de materia en lugar de ruido.

Legado

El buckminsterfullereno lanzó el ala de materiales de carbono de la nanotecnología, desde la química de los fullerenos hasta los nanotubos de carbono, y la designación de Hito Químico Histórico Nacional de 2010 en Rice marca el lugar donde sucedió. Curl murió el 3 de julio de 2022, en Houston, a los ochenta y ocho años, recordado menos como un científico famoso que como un espectroscopista trabajador que casualmente estaba en la habitación, con el instrumento correcto y el ojo correcto para una anomalía, cuando el carbono reveló una forma que nadie le había asignado antes.