Con la celebración del 50 aniversario del alunizaje este año, se podría argumentar que la ciencia más importante del siglo XX fue sobre las grandes máquinas que podrían viajar por el universo. El auge de la nanotecnología sugiere que el siglo XXI serádedicado a máquinas mucho más pequeñas que pueden viajar dentro de los espacios más pequeños, incluidas las células humanas Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara NAIST, Japón, en colaboración con equipos de investigación en la Universidad Paul Sabatier Francia y el Prof. Saw-Wai Hlaen la Universidad de Ohio EE. UU., informe en Comunicaciones de la naturaleza la última nanomáquina, una hélice que puede girar a voluntad en sentido horario y antihorario y transferir este movimiento a otra molécula como engranajes.
La naturaleza ha demostrado ser excepcional en el diseño de máquinas similares mediante el uso de moléculas que pueden convertir la energía óptica, química o eléctrica en interacciones con la superficie para generar movimiento. "Para muchas nanomáquinas, consideramos la naturaleza como nuestro modelo. Hay muchos ejemplos de hélicescon el que los organismos se mueven en entornos dinámicos. Sorprendentemente, estas nanomáquinas naturales toman la forma de hélices a gran escala ", dice el profesor de NAIST Gwénaël Rapenne, quien contribuyó al nuevo estudio.
Constantemente, la hélice que diseñaron Rapenne y sus colegas consta de tres componentes: tres palas, cada una compuesta de un indazol, un estator que consta de cinco grupos fenilo y un átomo de rutenio que se une a los dos y permite la rotación como un rodamiento de bolas.
Una de las principales diferencias son las condiciones en las que funcionan los nanopropeladores artificiales. Donde las nanomáquinas naturales tienden a funcionar en entornos cómodos para la vida, las nanomáquinas artificiales pueden funcionar en condiciones mucho más duras. Rapenne demuestra este punto al unir su máquina a una superficie dorada yobservando que algunos comienzan a girar a temperaturas extremadamente frías cerca de -200 oC. Al mismo tiempo, ninguna hélice se mueve a -275 oC, verificando su capacidad de convertir la energía térmica en movimiento.
Las hélices también mostraron la capacidad de rotar en diferentes direcciones de manera controlada, pero nunca para cambiar de dirección. Esto fue el resultado de cómo la hélice estaba unida a la superficie dorada, lo que provocó una ligera inclinación en el estator. La direcciónde la inclinación determinó la dirección del giro. Esta característica recuerda a las hélices macroscópicas que vemos en el mundo real.
"El estator actúa como un engranaje en forma de trinquete que impone una rotación unidireccional", señala Rapenne.
Esta no es la primera vez que Rapenne usa el oro para demostrar las capacidades de sus nanomáquinas. Hace dos años, él y sus colegas organizaron la primera competencia mundial de nanocarros usando pistas de oro. Si bien no espera seguir ese esfuerzo con el primer nanocompetencia de hélice única, él cree que las nuevas máquinas servirán para un propósito importante en el nanomundo.
"Nuestras hélices pueden desplazar las moléculas cercanas, lo que demuestra que pueden usarse para mover cargas moleculares para una transferencia más rápida de energía o información", dice.
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Materiales proporcionados por Instituto Nara de Ciencia y Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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