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Fuerte y diminuto: el motor más pequeño del mundo se inspira en las hormigas

El Confidencial El Confidencial 05/05/2016

Nanopartículas de oro y un polímero que se expande y contrae según la temperatura son las bases de este minúsculo motor (Yi Ju / Universidad de Cambridge) © Externa Nanopartículas de oro y un polímero que se expande y contrae según la temperatura son las bases de este minúsculo motor (Yi Ju / Universidad de Cambridge) Mide a penas un puñado de billonésimas partes de un metro y utiliza la luz como fuente de energía. Se trata del motor más diminuto del mundo, desarrollado por investigadores de la Universidad de Cambridge y podría ser la base de las nanomáquinas del futuro, capaces de navegar por el agua, sentir el entorno a su alrededor o incluso penetrar en células vivas para combatir algunas enfermedades.

El prototipo que han presentado en un artículo publicado en 'PNAS' está compuesto de partículas de oro, unidas entre sí por un polímero sensible a la temperatura en forma de gel. Así cuando el nanomotor se calienta con un láser hasta una temperatura determinada, almacena grandes cantidades de energía elástica en una fracción de segundo, a medida que el polímero expulsa todo el agua y se contrae, causando que las nanopartículas de oro se 'apelotonen'. Cuando el dispositivo se enfría, en cambio, el polímero absorbe agua y se expande, separando a su vez las partículas de oro con fuerza y rapidez.

"Es como una explosión", explica el doctor Tao Ding, del Laboratorio Cavendish de Cambridge y principal autor del estudio. "Cuando las moléculas de agua 'inflan' el polímero, lo que tenemos son cientos de bolitas de oro dispersándose en todas direcciones en una millonésima de segundo". Ventislav Valev, coautor del estudio y ahora investigador de la Universidad de Bath, explica por qué esto es un avance: "sabemos que la luz puede utilizarse para calentar agua y hacer funcionar un motor de vapor, pero ahora podemos utilizarla para accionar un motor de pistones a nanoescala".

Cien veces más fuerte que un músculo

Las nanomáquinas llevan mucho tiempo siendo un objetivo tanto de grupos de científicos como del público, pero todavía no se han desarrollado mecanismos de funcionamiento viables a esa escala, y por tanto siguen siendo una idea casi exclusiva de la ciencia ficción.

El desarrollo de los científicos de Cambridge podría cambiar eso, ya que combina una llamativa simpleza con la rapidez y la capacidad de generar grandes fuerzas, varios órdenes de magnitud superiores a las que podían producir desarrollos anteriores: unas cien veces superior a cualquier motor a músculo del cuerpo humano. Además, según sus autores, sería biocompatible con células vivas, con una producción coste-efectiva, de respuesta rápida y con un consumo energético eficiente.

Medio en broma, medio en serio, los científicos han bautizado estos desarrollos como ANTs, por las siglas de 'actuating nano-transducers', pero también por su parecido con las hormigas. "Como las hormigas de verdad, tienen una enorme fuerza en relación con su peso. Ahora el desafío es controlar esa fuerza para darle aplicaciones concretas", concluye Jeremy Baumberg, profesor del Laboratorio Cavendish y director de la investigación. 

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