Las máquinas de tamaño molecular podrían usarse en el futuro para controlar mecanismos importantes en el cuerpo. En un estudio reciente, investigadores de la Universidad de California, Berkeley, EE. UU. Y la Universidad de Umeå en el norte de Suecia muestran cómo un nanobalón que comprende una sola molécula de carbono diezmil veces más delgado que un cabello humano puede controlarse electrostáticamente para cambiar entre un estado inflado y colapsado.
Los actuadores de globo inflable se usan comúnmente para aplicaciones macroscópicas para elevar edificios, como protección contra impactos en automóviles o para ensanchar arterias o venas estrechas u obstruidas. En la microescala se usan como microbombas y en la naturaleza las arañas saltarinas crean microformato lleno de fluidocojines para impulsar sus piernas en saltos explosivos.
Curiosamente, a nanoescala, los actuadores de globo son prácticamente desconocidos. Sin embargo, hace unos años, investigadores de la Universidad de Penn State propusieron teóricamente un actuador de nanobalón controlado por carga basado en el colapso y la reflación de un nanotubo de carbono.
Ahora, esto se ha realizado experimentalmente por Hamid Reza Barzegar y sus colegas. En un estudio publicado en la revista de Nano letras muestran cómo un nanotubo de carbono, que puede visualizarse como un tubo cilíndrico de átomos de carbono, puede controlarse para transformarse de un estado colapsado a un estado inflado y viceversa aplicando un voltaje pequeño. La naturaleza libre de defectos de los nanotubos de carbonoimplican que dicho actuador podría funcionar sin desgaste o fatiga. Esto también lo demuestran los investigadores que operan el actuador durante varios ciclos sin signos de pérdida de rendimiento.
"El trabajo es conceptualmente interesante y da una idea de la complejidad de cómo controlar el movimiento a nanoescala mediante estímulos externos", dice Hamid Reza Barzegar, doctor en Física en la Universidad de Umeå, que ahora trabaja en UC Berkeley en el grupo de investigación del profesor Alex Zettl."También da una idea de la física fundamental, como cómo el efecto de capacitancia y, en general, las fuerzas electrostáticas se pueden utilizar para controlar la dinámica de las estructuras moleculares".
"En una perspectiva más larga, también se puede imaginar cómo nuestros hallazgos podrían usarse para el control neumático a nivel molecular o para diseñar contenedores moleculares que se puedan abrir o cerrar controlando las cargas superficiales de las moléculas, por ejemplo ajustando el pH desolución en la que se dispersan las moléculas. Esto podría ser, por ejemplo, útil para aplicaciones médicas como para administrar medicamentos a órganos internos o tumores ", dice Thomas Wågberg, profesor asociado de Física en la Universidad de Umeå.
El descubrimiento de máquinas moleculares fue galardonado con el Premio Nobel de Química de este año. Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart y Bernard L Feringa obtuvieron el premio por haber desarrollado moléculas con movimientos controlables, que pueden realizar una tarea cuando se agrega energía.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Umeå . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :