Recientemente, un grupo de físicos de la Universidad de Mainz, en Alemania, presentaba el motor más pequeño hasta la fecha, creado a partir de un solo átomo. Al igual que cualquier otro motor a tamaño natural, este nanomotor convierte la energía térmica en movimiento, solo que a una escala ultra pequeña, nunca vista anteriormente.
El átomo está atrapado en un cono de energía electromagnética y se utilizan rayos láser para calentarlo y enfriarlo, haciendo que el átomo se mueva hacia adelante y hacia atrás en el cono, como cualquier pistón de un motor.
Los científicos que han creado el nanomotor no han pensado en ninguna aplicación concreta para esta nanomáquina en el mundo real, pero el invento es una clara muestra de cómo cada día somos capaces de replicar con más facilidad a tamaño nanométrico las máquinas que utilizamos en nuestra vida diaria.
En este artículo se enumeran algunas de estas nanomáquinas, que podrían revolucionar el campo de la medicina.
1. Motor de grafeno para nanorobots
Investigadores de Singapur han presentado recientemente un sencillo motor de tamaño nanométrico, hecho de una pieza de grafeno muy elástica. El grafeno, también denominado “material maravilla” por sus asombrosas propiedades, es una lámina bidimensional de átomos de carbono que tiene, entre otras cosas, una excepcional resistencia mecánica.
Insertando algunas moléculas de cloro y flúor en la retícula de grafeno y disparándole con un láser, se amplía la lámina. Encendiendo y apagando el láser rápidamente, la bomba de grafeno se desplaza atrás y adelante como el pistón de un motor de combustión interna.
Los investigadores creen que el nanomotor de grafeno se podría utilizar, por ejemplo:
- En nanorobots, como medio de propulsión, para que puedan desplazarse por el interior del cuerpo y atacar a las células cancerosas.
- En los denominados “laboratorios en un chip”, unos dispositivos diminutos que reproducen el funcionamiento de un laboratorio químico, permitiendo realizar análisis con rapidez en cualquier lugar.
2. Nanorotor sin fricción
La nanotecnología se puede utilizar para crear un motor de una sola molécula, que pueda girar sin ninguna fricción. Los rotores que producen el movimiento en máquinas como los ventiladores y los motores de las aeronaves habitualmente tienen fricción, lo cual limita su desempeño.
Sin embargo, mientras los rotores normales interactúan con el aire mientras giran y experimentan fricción, siguiendo las leyes de Newton, los rotores moleculares a nanoescala siguen las leyes cuánticas, lo que implica que no interactúan con el aire de la misma manera y la fricción no afecta a su rendimiento.
Existen diversos ejemplos de este tipo de motores moleculares en la naturaleza. Por ejemplo, ciertas proteínas, capaces de viajar por una superficie utilizando un mecanismo de rotación que crea movimiento a partir de energía química.
Estas proteínas motoras son las que hacen que las células se contraigan y son, por tanto, las responsables de nuestros movimientos musculares.
Unos investigadores de Alemania han creado recientemente un rotor molecular, colocando moléculas en movimiento dentro de un pequeño orificio hexagonal conocido como nanoporo en una fina pieza de plata. La posición y el movimiento de las moléculas hicieron que comenzaran a girar alrededor del agujero como un rotor.
Este forma de nanomotor también se podría utilizar para impulsar a un pequeño nanorobot por el cuerpo.
3. Nanocohetes dirigibles
Un cohete es el vehículo más rápido fabricado por el hombre, capaz de viajar libremente a través del universo. Varios grupos de investigadores han construido recientemente una versión a nanoescala de un cohete de alta velocidad con control remoto, combinando nanopartículas con moléculas biológicas.
El cuerpo del cohete se hizo de una perla de poliestireno recubierta de oro y cromo, y se unió a múltiples moléculas «de motor catalítico» utilizando hebras de ADN.
Al introducirlo en una disolución de peróxido de hidrógeno, las moléculas del motor originan una reacción química que produce burbujas de oxígeno, haciendo que el cohete se mueva solo en la dirección opuesta. Y al orientar un rayo de luz ultravioleta hacia un lado del cohete, el ADN se rompe, separando los motores y cambiando la dirección del movimiento del cohete.
Los investigadores esperan mejorar el cohete para que se puede utilizar en cualquier entorno con el fin de poder, por ejemplo, administrar fármacos a una zona objetivo del cuerpo.
4. Nanovehículos magnéticos para transportar fármacos
Hay diversos grupos de investigación trabajando en este área en distintas partes del mundo. Uno de ellos es el del Dr. Tapas Sen, de la Universidad de Lancashire, que investiga el transporte de fármacos a través del cuerpo humano utilizando nanopartículas magnéticas.
Su método consiste en inyectar los fármacos en una estructura de armazón magnético capaz de expandirse en presencia de calor o luz. De ese modo, al insertarla en el cuerpo, es posible guiarla hasta la zona de destino utilizando imanes y, una vez allí, se activa para que se expanda y libere el fármaco que lleva en su interior.
También se está estudiando el uso de esta tecnología para la formación de imágenes médicas. Llevando este tipo de nanopartículas hasta ciertos tejidos y escaneando, a continuación, el cuerpo con un aparato de resonancia magnética (MRI) se podrían poner de relieve problemas como la diabetes.
Fuente: 3tags.org
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