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Charles M. Lieber

Charles M. Lieber (nacido en 1959) [1] es un químico, inventor, nanotecnólogo y escritor estadounidense. En 2011, Lieber fue nombrado el químico líder del mundo en la década 2000-2010 por Thomson Reuters, basándose en el impacto de sus publicaciones científicas. [2] Es conocido por sus contribuciones a la síntesis, ensamblaje y caracterización de materiales y nanodispositivos a escala nanométrica, la aplicación de dispositivos nanoelectrónicos en biología y como mentor de numerosos líderes en nanociencia. [3]

Lieber, profesor de la Universidad de Harvard , ha publicado más de 400 artículos en revistas revisadas por pares y ha editado y contribuido a muchos libros sobre nanociencia . [4] Hasta 2020 fue presidente del departamento de química y biología química, y ocupó un nombramiento conjunto en ese departamento y la escuela de ingeniería y ciencias aplicadas como profesor de la Universidad Joshua y Beth Friedman. Es el inventor principal de más de cincuenta patentes y solicitudes emitidas en Estados Unidos, y se unió a la empresa de nanotecnología Nanosys como cofundador científico en 2001 y a Vista Therapeutics en 2007. [5] En 2012, Lieber recibió el Premio Wolf de Química en una ceremonia especial celebrada en la Knesset israelí . [6] [7]

En diciembre de 2021, Lieber fue declarado culpable de seis delitos graves, incluidos dos cargos de hacer declaraciones falsas al FBI y a investigadores del Departamento de Defensa y los Institutos Nacionales de Salud sobre su participación en el Programa de los Mil Talentos del gobierno chino , [8] [9] así como cuatro cargos de presentación de declaraciones de impuestos falsas. [10] [11] El gobierno de Estados Unidos comenzó su investigación sobre Lieber como parte de la Iniciativa China , un programa establecido por el Departamento de Justicia en 2018 para investigar el espionaje académico en las universidades estadounidenses. [10] [12]

Lieber ha estado bajo licencia paga de Harvard desde su arresto en 2020 [13] como resultado de sus cargos criminales y un diagnóstico de linfoma .

Vida temprana, educación y carrera

Lieber nació en Filadelfia, Pensilvania, en 1959 [14] y "pasó gran parte de su infancia construyendo -y rompiendo- equipos de música, automóviles y modelos de aviones ". [15] Lieber es judío.

Lieber obtuvo una licenciatura en química en el Franklin & Marshall College , graduándose con honores en 1981. Luego obtuvo su doctorado en Química en la Universidad de Stanford , realizando investigaciones sobre química de superficies en el laboratorio de Nathan Lewis , seguido de un posdoctorado de dos años en Caltech en el laboratorio de Harry Gray sobre transferencia de electrones a larga distancia en metaloproteínas. [5] El estudio de los efectos de la dimensionalidad y la anisotropía en las propiedades de las estructuras planas cuasi-2D y las estructuras cuasi-1D en su carrera temprana en Columbia y Harvard lo llevó a interesarse en la cuestión de cómo se podía hacer un cable unidimensional, y a la epifanía de que si una tecnología surgiera del trabajo naciente en materiales a nanoescala "requeriría interconexiones: estructuras extremadamente pequeñas, similares a cables, para mover información, mover electrones y conectar dispositivos entre sí". [16] Lieber fue uno de los primeros en proponer el uso de las ventajas físicas fundamentales de lo muy pequeño para fusionar los mundos de la óptica y la electrónica y crear interfaces entre materiales a nanoescala y estructuras biológicas, [17] y "para desarrollar tecnologías completamente nuevas, tecnologías que ni siquiera podemos predecir hoy". [18]

Lieber se unió al departamento de química de la Universidad de Columbia en 1987, donde fue profesor asistente (1987-1990) y profesor asociado (1990-1991) antes de trasladarse a Harvard como profesor titular en 1992. Tiene un nombramiento conjunto en la Universidad de Harvard en el departamento de química y biología química y la Escuela Paulson de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard , como profesor universitario Joshua y Beth Friedman . Se convirtió en presidente del departamento de química y biología química de Harvard en 2015. [5] Lieber fue puesto en licencia administrativa paga "indefinida" en enero de 2020, poco después de su arresto por hacer declaraciones falsas a agentes federales. [19]

Las contribuciones de Lieber al crecimiento racional, la caracterización y las aplicaciones de una gama de materiales y heteroestructuras funcionales a escala nanométrica han proporcionado conceptos fundamentales para el paradigma ascendente de la nanociencia. Entre ellos se incluyen la síntesis racional de bloques de construcción de nanocables funcionales , la caracterización de estos materiales y la demostración de su aplicación en áreas que abarcan desde la electrónica, la informática, la fotónica y la ciencia de la energía hasta la biología y la medicina. [20]

Contribuciones

Las contribuciones de Lieber al crecimiento racional, la caracterización y las aplicaciones de una gama de materiales y heteroestructuras funcionales a escala nanométrica han proporcionado conceptos fundamentales para el paradigma ascendente de la nanociencia. Entre ellos se incluyen la síntesis racional de bloques de construcción de nanocables funcionales , la caracterización de estos materiales y la demostración de su aplicación en áreas que abarcan desde la electrónica, la informática, la fotónica y la ciencia de la energía hasta la biología y la medicina. [20]

Síntesis de nanomateriales. En sus primeros trabajos, Lieber articuló la motivación para perseguir el crecimiento diseñado de cables de diámetro nanométrico en los que la composición, el tamaño, la estructura y la morfología pudieran controlarse en un amplio rango, [21] y esbozó un método general para la primera síntesis controlada de nanocables semiconductores monocristalinos independientes , [22] [23] proporcionando la base para el crecimiento predecible de nanocables de prácticamente cualquier elemento y compuesto en la tabla periódica. Propuso y demostró un concepto general para el crecimiento de heteroestructuras axiales a nanoescala [24] y el crecimiento de superredes de nanocables con nuevas propiedades fotónicas y electrónicas, [25] la base de los intensos esfuerzos actuales en fotónica y electrónica de nanocables.

Caracterización de nanoestructuras. Lieber desarrolló aplicaciones de microscopía de sonda de barrido que podrían proporcionar una medición experimental directa de las propiedades eléctricas y mecánicas de nanotubos y nanocables de carbono individuales. [26] [27] Este trabajo demostró que se pueden sintetizar nanocables semiconductores con propiedades eléctricas controladas, lo que proporciona bloques de construcción funcionales a escala nanométrica ajustables electrónicamente para el ensamblaje de dispositivos. Además, Lieber inventó la microscopía de fuerza química para caracterizar las propiedades químicas de las superficies de los materiales con resolución nanométrica. [28]

Nanoelectrónica y nanofotónica. Lieber ha utilizado heteroestructuras de nanocables de núcleo/capa confinadas cuánticamente para demostrar el transporte balístico , [29] el efecto de proximidad superconductor, [30] y el transporte cuántico. [31] Otros ejemplos de dispositivos electrónicos y optoelectrónicos funcionales a nanoescala incluyen láseres accionados eléctricamente a nanoescala que utilizan nanocables individuales como cavidades activas a nanoescala, [32] nanopinzas de nanotubos de carbono, [33] memoria electromecánica de ultraalta densidad basada en nanotubos, [34] una célula fotovoltaica a nanoescala totalmente integrada e inorgánica [35] y dispositivos lógicos funcionales y circuitos computacionales simples que utilizan nanocables semiconductores ensamblados. [36] Estos conceptos llevaron a la integración de nanocables en la hoja de ruta de Intel y su implementación actual de arriba hacia abajo de estas estructuras. [37]

Ensamblaje y computación de nanoestructuras. Lieber ha creado una serie de enfoques para el ensamblaje paralelo y escalable de bloques de construcción de nanocables y nanotubos. El desarrollo del ensamblaje dirigido por fluidos [38] y el posterior ensamblaje a gran escala de matrices de nanocables paralelos y cruzados direccionables eléctricamente fue citado como uno de los avances de 2001 por Science . [39] También desarrolló un enfoque sin litografía para cerrar la brecha de escala macro a nano utilizando nanocables semiconductores dopados con modulación. [40] [41] Lieber introdujo recientemente el concepto de ensamblaje "nanocombing", [42] para crear una placa lógica de nanocables programable [43] y la primera nanocomputadora autónoma. [44]

Nanoelectrónica para biología y medicina. Lieber demostró la primera detección eléctrica directa de proteínas, [45] la detección eléctrica selectiva de virus individuales [46] y la detección multiplexada de proteínas marcadoras de cáncer y actividad enzimática tumoral. [47] Más recientemente, Lieber demostró un enfoque general para superar el cribado de Debye que hace que estas mediciones sean un desafío en condiciones fisiológicas, [48] superando las limitaciones de la detección con dispositivos de efecto de campo de nanocables de silicio y abriendo el camino a su uso en aplicaciones de diagnóstico de atención médica. Lieber también ha desarrollado dispositivos nanoelectrónicos para electrofisiología celular/tibial , demostrando que la actividad eléctrica y la propagación del potencial de acción se pueden registrar a partir de células cardíacas cultivadas con alta resolución. [49] Más recientemente, Lieber realizó transistores a nanoescala 3D [50] [51] en los que el transistor activo está separado de las conexiones con el mundo exterior. Sus sondas celulares 3D habilitadas por nanotecnología han demostrado una resolución puntual en la detección de moléculas individuales, función intracelular e incluso fotones. [52]

Nanoelectrónica y neurociencia. El desarrollo de herramientas celulares basadas en nanoelectrónica sustenta las ideas de Lieber [53] sobre la transformación del registro eléctrico y la modulación de la actividad neuronal en la neurociencia. Ejemplos de este trabajo incluyen la integración de matrices de transistores de nanocables con neuronas a la escala en la que el cerebro está conectado biológicamente [54] , el mapeo de la actividad funcional en cortes cerebrales agudos con alta resolución espaciotemporal [55] y una estructura 3D capaz de interactuar con redes neuronales complejas. [56] Desarrolló matrices de sensores 3D macroporosos y un andamiaje de tejido sintético para imitar la estructura del tejido natural, y por primera vez generó tejidos sintéticos que pueden inervarse en 3D, demostrando que es posible producir redes neuronales-electrónicas 3D interpenetrantes después del cultivo celular. [57] El trabajo actual de Lieber se centra en la integración de la electrónica de una manera mínimamente/no invasiva dentro del sistema nervioso central. [58] [59] Más recientemente, ha demostrado que esta electrónica macroporosa se puede inyectar mediante una jeringa para colocar dispositivos en una región elegida del cerebro. [60] Los estudios de histología crónica y de registro multiplexado demuestran una respuesta inmune mínima y una integración no invasiva de la electrónica inyectable con los circuitos neuronales. [60] [61] [62] La cicatrización reducida puede explicar la estabilidad de registro demostrada de la electrónica de malla en escalas de tiempo de hasta un año. [63] [64] Este concepto de integración de la electrónica con el cerebro como una herramienta nanotecnológica potencialmente capaz de tratar enfermedades neurológicas y neurodegenerativas, accidentes cerebrovasculares y lesiones traumáticas ha llamado la atención de varios medios de comunicación. Scientific American nombró a la electrónica inyectable una de las diez ideas que cambiaron el mundo en 2015. [65] Chemical & Engineering News la llamó "el avance de investigación química más notable de 2015". [66]

Condena penal

El 28 de enero de 2020, Lieber fue acusado de hacer declaraciones materialmente falsas, ficticias y fraudulentas sobre sus vínculos con una universidad china. El documento de acusación del Departamento de Justicia (DOJ) alegó dos cargos. [67] Primero, que durante una entrevista del Departamento de Defensa (DoD) el 24 de abril de 2018, se le preguntó a Lieber si estaba involucrado en el Programa de los Mil Talentos . Lieber afirmó que "nunca se le pidió que participara en el Programa de los Mil Talentos", y agregó que "no estaba seguro" de cómo lo categorizaba China. El DOJ determinó que la declaración de Lieber era falsa después de descubrir un correo electrónico de la Universidad Tecnológica de Wuhan , con fecha del 27 de junio de 2012, que incluía un contrato para que Lieber firmara. En noviembre de 2018, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) preguntaron a la Universidad de Harvard sobre las afiliaciones extranjeras de Lieber. En enero de 2019, Harvard entrevistó a Lieber y luego informó al NIH que Lieber "no tenía ninguna asociación formal con WUT" después de 2012. El FBI encontró que las declaraciones de Lieber sobre el asunto eran falsas. En una entrevista grabada, Lieber admitió haber viajado de Wuhan a Boston con bolsas de efectivo que contenían entre $ 50,000 y $ 100,000, lo que dijo que nunca reveló al IRS. [13]

El 9 de junio de 2020, el Departamento de Justicia alegó que, a partir de 2011 y sin que Harvard lo supiera, Lieber se convirtió en un "científico estratégico" en la Universidad Tecnológica de Wuhan en China y actuó como participante contractual en el Plan de los Mil Talentos de China desde al menos 2012 hasta 2015. [68] Un mes después, Lieber fue acusado de cuatro cargos de violación de las leyes fiscales al no declarar los ingresos que recibió de China. [69]

En la primavera de 2021, Lieber solicitó que se acelerara su juicio porque sufría de linfoma. [69] El juicio de Lieber comenzó con la selección del jurado el 14 de diciembre de 2021 en Boston. Se declaró inocente de todos los cargos. [70] [71] [72]

Tras un juicio que duró una semana, el 21 de diciembre de 2021, Lieber fue declarado culpable de todos los cargos: dos cargos de hacer declaraciones falsas al gobierno de Estados Unidos, dos cargos de presentar una declaración de impuestos falsa y dos cargos de no informar sobre cuentas bancarias en el extranjero. [73] Fue multado y sentenciado a dos días de prisión, seguidos de dos años de libertad supervisada con seis meses de arresto domiciliario el 26 de abril de 2023. [74]

Crítica de la acusación

Los críticos expresaron su preocupación de que el arresto de Lieber pudiera equivaler a macartismo , como parte de la creciente tensión con China en medio de la guerra comercial entre China y Estados Unidos , que comenzó durante la administración Trump . [75] [76] [77] [78] El Dr. Ross McKinney Jr., director científico de la Asociación de Facultades Médicas de Estados Unidos , afirmó que había una creciente ansiedad entre sus colegas de que los científicos serían examinados sobre las fuentes legítimas de financiación internacional, afirmando que "lenta pero seguramente, vamos a tener algo así como una prueba de pureza al estilo McCarthy". [75] En marzo de 2021, varias docenas de científicos, incluidos siete ganadores del Premio Nobel, publicaron una carta abierta en apoyo de Lieber, argumentando que su procesamiento por parte del gobierno era "injusto" y "equivocado" y "desalentaba a los científicos estadounidenses a colaborar con sus pares en otros países". [79]

Premios

Otros honores y cargos

Lieber es miembro de la Academia Nacional de Ciencias , [85] la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias , [86] la Academia Nacional de Ingeniería , [87] la Academia Nacional de Medicina , [88] la Academia Nacional de Inventores , [89] y miembro extranjero electo de la Academia China de Ciencias (2015). [90] Es miembro electo de la Sociedad de Investigación de Materiales , la Sociedad Química Estadounidense (Clase Inaugural), el Instituto de Física , la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y la Red Mundial de Tecnología, y miembro honorario de la Sociedad Química China . [91] Además, pertenece a la Sociedad Estadounidense de Física , el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos ( IEEE ), la Sociedad Internacional de Ingeniería Óptica ( SPIE ), Optica , la Sociedad Biofísica y la Sociedad de Neurociencia . Lieber es coeditor de la revista Nano Letters y forma parte de los consejos editorial y asesor de varias revistas científicas y tecnológicas. [5] También es miembro del consejo asesor internacional del departamento de ciencia e ingeniería de materiales de la Universidad de Tel Aviv . [92]

Cultivo de calabazas

Desde 2007, Lieber ha cultivado calabazas gigantes en sus patios delantero y trasero en Lexington, Massachusetts. [93] [94] En 2010 ganó el pesaje anual en Frerich's Farm en Rhode Island con una calabaza de 1610 libras, [95] y regresó en 2012 con una calabaza de 1770 libras que ganó el segundo lugar en el pesaje de ese año, pero estableció un récord de Massachusetts. [96] Su calabaza de 1870 libras en 2014 fue nombrada la calabaza más grande de Massachusetts y ocupó el puesto 17 más grande del mundo ese año. [96] [97] En 2020, el año de su arresto, cultivó una calabaza de 2276 libras que actualmente tiene el récord de la más grande jamás cultivada en Massachusetts. [98]

Véase también

Referencias

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