Físicos norteamericanos observan por primera vez cómo se autoensamblan las moléculas para inventar materiales
Un equipo de físicos ha descubierto cómo las moléculas de ADN se autoorganizan en parches adhesivos entre partículas en respuesta a las instrucciones de montaje.
Sus hallazgos ofrecen una "prueba de
concepto" de una forma innovadora de producir materiales con una
conectividad bien definida entre las partículas, según publican en la revista
'Proceedings of the National Academy of Sciences'.
"Demostramos que se pueden programar partículas para fabricar
estructuras a medida con propiedades personalizadas --explica en un comunicado
Jasna Brujic, profesora del Departamento de Física de la Universidad de Nueva
York y una de las investigadoras--. Mientras que las grúas, los taladros y los
martillos deben ser controlados por los humanos en la construcción de
edificios, este trabajo revela cómo se puede utilizar la física para hacer
materiales inteligentes que 'sepan' cómo ensamblarse”
Los
científicos llevan mucho tiempo buscando un medio para que las moléculas se
autoensamblen y han logrado avances en muchos frentes. Sin embargo, están menos
desarrolladas las medidas en las que estas diminutas partículas se
autoensamblan con un número preprogramado de enlaces.
Para
solucionar este problema, Brujic y sus colegas, Angus McMullen, investigador
postdoctoral del Departamento de Física de la Universidad de Nueva York, y
Sascha Hilgenfeldt, profesor de ciencias mecánicas e ingeniería de la
Universidad de Illinois, Urbana-Champaign, llevaron a cabo una serie de
experimentos para capturar -y manipular- el comportamiento de las moléculas de
ADN en las superficies de las partículas.
Operando a
nivel de micras -con partículas de 1/25 del tamaño de una mota de polvo-
sumergieron diminutas gotas en una solución líquida. A estas gotitas se les
adhirieron "enlazadores de ADN", herramientas moleculares con
"extremos pegajosos" que permiten mezclar y combinar para formar una
serie de estructuras deseadas por los investigadores.
"Lo bueno de este procedimiento es que podemos
programar las propiedades de un material específico, de forma que pueda ser
elástico o frágil, o incluso tener poderes de autocuración una vez roto, ya que
los enlaces pueden hacerse y romperse de forma reversible --observa Brujic--.
Los creadores podrían decidir poner cinco partículas
que se adhieran sólo a otra, 10 que se adhieran a dos y 20 que se adhieran a
tres, o cualquier otra combinación. Esto permitiría construir materiales con
topologías o arquitecturas específicas".
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