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Carlos M. Lieber

Charles M. Lieber (nacido en 1959) [1] es un químico, inventor, nanotecnólogo y escritor estadounidense. En 2011, Lieber fue nombrado químico líder en el mundo durante 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 nanoescala, 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 en muchos libros sobre nanociencia . [4] Hasta 2020 fue presidente del departamento de química y biología química, y ocupó un cargo 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 EE. UU., 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 un especial Ceremonia 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 de los Institutos Nacionales de Salud con respecto a 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 EE. UU. 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 universidades estadounidenses. [10] [12]

Lieber ha estado de licencia remunerada en Harvard desde su arresto en 2020 [13] como resultado de sus cargos penales 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 de 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 una licenciatura de dos años. Postdoctorado en Caltech en el laboratorio de Harry Gray sobre transferencia de electrones a larga distancia en metaloproteínas. [5] Estudiar los efectos de la dimensionalidad y la anisotropía en las propiedades de estructuras planas cuasi-2D y estructuras cuasi-1D al principio de su carrera en Columbia y Harvard lo llevó a interesarse en la cuestión de cómo se podría hacer un cable unidimensional. , y a la epifanía de que si surgiera una tecnología a partir de un trabajo incipiente sobre materiales a nanoescala "requeriría interconexiones: estructuras extremadamente pequeñas, parecidas a cables, para mover información, mover electrones y conectar dispositivos entre sí". [16] Lieber fue uno de los primeros defensores del 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 no podemos Incluso predecir hoy." [18]

Lieber se incorporó 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. Ocupa un cargo conjunto en la Universidad de Harvard en el departamento de química y biología química y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Paulson de Harvard , como profesor de la Universidad 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 remunerada "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 variedad de heteroestructuras y materiales funcionales a nanoescala han proporcionado conceptos centrales para el paradigma ascendente de la nanociencia. Estos incluyen la síntesis racional de componentes básicos de nanocables funcionales , la caracterización de estos materiales y la demostración de su aplicación en áreas que van desde la electrónica, la informática, la fotónica y las ciencias energéticas hasta la biología y la medicina. [20]

Contribuciones

Las contribuciones de Lieber al crecimiento racional, la caracterización y las aplicaciones de una variedad de heteroestructuras y materiales funcionales a nanoescala han proporcionado conceptos centrales para el paradigma ascendente de la nanociencia. Estos incluyen la síntesis racional de componentes básicos de nanocables funcionales , la caracterización de estos materiales y la demostración de su aplicación en áreas que van desde la electrónica, la informática, la fotónica y las ciencias energéticas 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 libre- nanocables semiconductores monocristalinos permanentes , [22] [23] que proporcionan la base para un crecimiento predecible de nanocables de prácticamente cualquier elemento y compuesto de 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 microscopías 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, proporcionando bloques de construcción funcionales a nanoescala electrónicamente sintonizables 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/cáscara 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 nanoescalares activas, [32] nanopinzas de nanotubos de carbono, [33] memoria electromecánica de densidad ultraalta basada en nanotubos, [34] una memoria electromecánica de ultra alta densidad basada en nanotubos, [ 34] células fotovoltaicas inorgánicas totalmente integradas a nanoescala [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 actual implementación de arriba hacia abajo de estas estructuras. [37]

Montaje y computación de nanoestructuras. Lieber ha ideado 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 conjuntos de nanocables cruzados y paralelos direccionables eléctricamente fue citado como uno de los avances de 2001 por Science . [39] También desarrolló un enfoque sin litografía para cerrar la brecha entre la escala macro y la nano utilizando nanocables semiconductores dopados con modulación. [40] [41] Lieber introdujo recientemente el concepto de ensamblaje "nanocombing", [42] para crear un mosaico lógico de nanocables programable [43] y la primera nanocomputadora independiente. [44]

Nanoelectrónica para la biología y la medicina. Lieber demostró la primera detección eléctrica directa de proteínas, [45] detección eléctrica selectiva de virus individuales [46] y detección multiplexada de proteínas marcadoras de cáncer y actividad enzimática tumoral. [47] Más recientemente, Lieber demostró un enfoque general para superar la detección de Debye que hace que estas mediciones sean desafiantes 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 diagnóstico de atención médica. aplicaciones. Lieber también ha desarrollado dispositivos nanoelectrónicos para electrofisiología de células y tejidos , 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 3D a nanoescala [50] [51] en los que el transistor activo está separado de las conexiones con el mundo exterior. Sus sondas celulares 3D basadas en nanotecnología han demostrado una resolución puntual en la detección de moléculas individuales, funciones intracelulares e incluso fotones. [52]

Nanoelectrónica y ciencia del cerebro. El desarrollo de herramientas celulares basadas en nanoelectrónica sustenta las opiniones de Lieber [53] sobre la transformación del registro eléctrico y la modulación de la actividad neuronal en la ciencia del cerebro. Ejemplos de este trabajo incluyen la integración de conjuntos de transistores de nanocables con neuronas a la escala en la que el cerebro está conectado biológicamente, [54] mapeando la actividad funcional en cortes cerebrales agudos con alta resolución espaciotemporal [55] y una estructura 3D capaz de interactuar con complejos Redes neuronales. [56] Desarrolló matrices de sensores 3D macroporosos y andamios de tejido sintético para imitar la estructura del tejido natural, y por primera vez generó tejidos sintéticos que pueden ser inervados en 3D, demostrando que es posible producir redes neuronales electrónicas 3D interpenetrantes siguiendo cultivo de células. [57] El trabajo actual de Lieber se centra en la integración de la electrónica de una manera mínima/no invasiva dentro del sistema nervioso central. [58] [59] Más recientemente, ha demostrado que esta electrónica macroporosa se puede inyectar con una jeringa para colocar dispositivos en una región elegida del cerebro. [60] Los estudios de histología crónica y registros multiplexados demuestran una respuesta inmune mínima y una integración no invasiva de la electrónica inyectable con los circuitos neuronales. [60] [61] [62] La reducción de las cicatrices puede explicar la estabilidad de registro demostrada por 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 como una de las diez principales ideas que cambiaron el mundo en 2015. [65] Chemical & Engineering News lo llamó "el avance de investigación química más notable de 2015". [66]

Condena penal

El 28 de enero de 2020, Lieber fue acusado de realizar declaraciones materialmente falsas, ficticias y fraudulentas sobre sus vínculos con una universidad china. El documento de acusación del Departamento de Justicia (DOJ) alegaba dos cargos. [67] Primero, que durante una entrevista realizada por el Departamento de Defensa (DoD) el 24 de abril de 2018, se le preguntó a Lieber si estaba involucrado en el Programa Mil Talentos . Lieber afirmó que "nunca le pidieron que participara en el Programa de los Mil Talentos", y añadió que "no estaba seguro" de cómo lo categorizaba China". El Departamento de Justicia determinó que la declaración de Lieber era falsa después de descubrir un correo electrónico de la Universidad Tecnológica de Wuhan , fechado el 27 de junio de 2012, que incluía un contrato para que Lieber lo 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 a los 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 dólares, que, según dijo, 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 violar 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 padecía un 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]

Después de un juicio de una semana de duración, el 21 de diciembre de 2021, Lieber fue declarado culpable de todos los cargos: dos cargos de hacer declaraciones falsas al gobierno de EE. UU., dos cargos de presentar una declaración de impuestos falsa y dos cargos de no declarar impuestos extranjeros. cuentas bancarias. [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]

Críticas a la acusación

Los críticos expresaron su preocupación de que el arresto de Lieber pueda 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 de Medicina de Estados Unidos , afirmó que había una ansiedad cada vez mayor entre sus colegas de que los científicos serían examinados en busca de fuentes legítimas de financiación internacional. afirmando que "lento pero seguro, vamos a tener una especie de prueba de pureza macartista". [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 de colaborando con 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 de Ciencias de China (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 , al Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos ( IEEE ), a la Sociedad Internacional de Ingeniería Óptica ( SPIE ), a la Óptica , a la Sociedad Biofísica y a la Sociedad de Neurociencia . Lieber es coeditor de la revista Nano Letters y forma parte de los consejos editoriales y asesores de varias revistas de ciencia y tecnología. [5] También es miembro activo del consejo asesor internacional del departamento de ciencia e ingeniería de materiales de la Universidad de Tel Aviv . [92]

Cultivo de calabaza

Desde 2007, Lieber cultiva 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 1,610 libras, [95] y regresó en 2012 con una calabaza de 1,770 libras que ganó el segundo lugar en el pesaje de ese año. pero estableció un récord en Massachusetts. [96] Su calabaza de 1.870 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 ostenta el récord de ser la calabaza más grande jamás cultivada en Massachusetts. [98]

Ver también

Referencias

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