updated 2:26 PM CET, Dec 1, 2016

Científicos crean una nanomolécula submarina impulsada ​​por la luz

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molécula nanosubmarino

Estos "barquitos" son en realidad extremadamente rápidos

En las películas de ciencia-ficción como Fantastic Voyage y Innerspace, valientes individuos a bordo de sumergibles microscópicos hacen un viaje en el interior del cuerpo humano... donde previsiblemente pueden sobrevenir dramáticas consecuencias.

Todavía no estamos allá, pero parece que nos estamos acercando. Científicos de los EE.UU. han desarrollado nanosubmarinos (Nanomáquinas sumergibles unimoleculares) compuestos por una sola molécula de apenas 244 átomos.

Los nanosubmarinos son alimentados por luz ultravioleta (UV), con una cola similar a la hélice de un motor - que funciona más como el flagelo de una bacteria que una hélice motorizada convencional - mueven las nanomáquinas 18 nanómetros con cada revolución completa.

Ahora, es justo decir que nadie va a tratar de vendernos un motor basado en la rapidez con que se va de cero a 18 nanómetros y, por cierto, eso no suena muy veloz. Sin embargo, dada la magnitud del mismo nanosubmarino y la frecuencia de las revoluciones por minuto (RPM), estos barquitos son en realidad extremadamente rápidos.

química de la molecula nanosubmarinoCon una fuente de alimentación constante de UV, el motor funciona a más de un millón de RPM, disparando al nanosubmarino a través de una solución a una velocidad máxima de 2,5 centímetros (1 pulgada) por segundo. No está mal, sobre todo si tenemos en cuenta que el nanosubmarino tiene que hacer su recorrido a través de una solución llena de moléculas en movimiento de tamaño similar. El tráfico de Manila, efectivamente.

"Esto es similar a una persona que camina a través de una cancha de baloncesto con 1.000 personas lanzando pelotas de baloncesto en ella", dijo el químico James Tour de la Universidad de Rice. "Estas son las moléculas de más rápido movimiento jamás vistas en una solución".

El equipo de Tour tiene experiencia previa con nanomáquinas. Desarrollaron nanocarros hace una década, y usaron un motor a nano-escala diseñado por investigadores en los Países Bajos para sus nuevos sumergibles.

Víctor García López"Estos motores son bien conocidos y utilizados para diferentes cosas", dijo Víctor García-López, autor principal del estudio. "Pero nosotros fuimos los primeros en proponer que se pueden utilizar para propulsar nanocarros y ahora sumergibles".

Los nanosubmarinos se hacen a través de una síntesis química de 20 pasos. Cuando se colocan en una solución el doble enlace que tiene el rotor al cuerpo se convierte en un enlace sencillo cuando se excita por la luz UV, girando la hélice mientras la luz permanece encendida. Ellos aún no pueden ser dirigidos o controlados de otra forma, se les quita la alimentación apagando la luz UV.

Cuando se compara con nanosubmarinos sin el motor en marcha, las nanomáquinas motorizadas mostraron una mejora en la difusión del 26 por ciento (en comparación con la velocidad de difusión que ya habían mostrado gracias al movimiento browniano). Los hallazgos aparecen publicados en Nano Letters.

Es de esperar que en el futuro los nanosubmarinos serán capaces de hacer más que simplemente desplazarse a mayor velocidad, con los investigadores dando a entender que un día pueden ser capaces de transportar cargas microscópicas como medicamentos - lo que después de todo suena como si cosas como Fantastic Voyage y Innerspace no estén realmente demasiado lejos.

"Hay un camino hacia adelante", dijo García-López. "Este es el primer paso y hemos probado el concepto. Ahora tenemos que explorar las potenciales oportunidades y aplicaciones".

Artículo científico: Unimolecular Submersible Nanomachines. Synthesis, Actuation, and Monitoring