Motor molecular arranca con energía química

Un equipo de investigadores de la Universidad de Groningen en Holanda ha creado un motor molecular que funciona con energía química. La mitad de la molécula realiza giros completos con respecto a la otra mitad.

Según declaraciones del científico Ben Feringa recogidas por Nanotechweb, "Tenemos pruebas de principio de un motor rotatorio alimentado por energía química. Es decir, por primera vez una secuencia de reacciones químicas induce una rotación unidireccional de 360 grados en un sistema completamente artificial. A pesar de que es un sistema extremadamente primitivo, lejos de cualquier motor biológico, nuestro descubrimiento nos indica que es posible construir un motor rotario útil con potencia química".

El motor consiste básicamente en un rotor de fenil que gira alrededor de un único eje de unión carbono-carbono relativo a un estator naftil. Los cientificos dicen que se logra la rotación mediante una mezcla de reacciones químicas y la oscilación termal al azar.

El rotor molecular gira por cuatro estaciones estructuralmente distintas, llevado por una reacción química diferente cada vez. Los pasos primero y tercero de la rotación conlleva la rotura de unión, mientras los pasos segundo y cuarto conlleva la creación de la unión. Cada paso lleva a un giro de noventa grados.

Según los investigadores, es necesario un equilibrio muy delicado de eventos químicos y estereoquímicos. La combinación de reacciones, purificacciones y el tiempo necesario hace que el motor molecular sea menos práctico que motores sintéticos que funcionan con luz. El tiempo de reacción para una rotación completa del motor fue aproximadamente 128 horas. Pero lo importante es que la investigación demuestra que la técnica es posible.

El siguiente paso de los científicos es rediseñar el motor y la química para reducir la complejidad del proceso actual que impide su aplicación. Quieren reducir el numero de conversiones químicas necesarias y agilizar el proceso. No obstante, están convencidos que con el tiempo y mucho esfuerzo podrán dar potencia a, mover o transportar algo.

Nanotecnología y Neurociencia

Un equipo de científicos del MIT y de las universidades de Nueva York y Tokio ha demostrado como se podría entrar al cráneo y llegar al cerebro a través de la conexión de una red de nanocables de polímero a vasos sanguíneos en el cuello.

Hoy en día los métodos quirúrgicos modernos para implantar aparatos electrónicos que sirvan para estimular el corazón y corregir ritmos cardiacos anormales se han convertido en rutina. Pero llegar al cerebro de la misma manera, sin destrozar las neuronas en el proceso, plantea mucha más dificultad.

Aunque últimas técnicas permiten la instalación de electrodos en el cerebro para restaurar sentidos como la vista o el oído, frenar los temblores de la enfermedad de Parksinson, el método utilizado, es decir romper el cráneo, daña tejidos cerebrales sanos, crea un riesgo de infección y deja cables que sobresalen de su cabeza. Y a lo largo del tiempo, se desarrolla tejidos de cicatriz alrededor de los electrodos, aislándoles del tejido cerebral activo.

Pero a través de un trabajo de investigación publicado en The Journal of Nanoparticle Research, el citado equipo de científicos proponen un nuevo procedimiento para llegar al cerebro sin tocar el cráneo. Se trata de un método para conectar los electrodos a pequeñas agrupaciones de células cerebrales (o incluso neuronas individuales), utilizando el sistema cardiovascular como el conducto por el que se hilan los nanocables.

(Foto Gandee Vasan/Getty Images). Los investigadores estiman que dentro de aproximadamente una década, será posible insertar un catéter en una gran artería y dirigirlo por el sistema circulatorio hasta el cerebro. Una vez llegue a su destino, un conjunto de nanocables se extenderían en un “ramo” con millones de diminutas sondas que podrían utilizar los 25.000 metros de capilares del cerebro como una vía para llegar a destinos específicos dentro del cerebro.

En sus experimentos los científicos maniobraron nanocables de platinio a través de los vasos sanguíneos en muestras de tejido humano y detectaron la actividad eléctrica de las células cerebrales activas colocadas al lado del tejido. Paralelamente crearon programas y soportes informáticos que podría funcionar como un tipo de convertido de analog a digital, convirtiendo señales emitidas por el cerebro en señales digitales y vice versa.

Desde entonces, los investigadores centran sus esfuerzos en cómo crear un conector suficientemente pequeño en una punta para llegar a cualquier neurona sin obstruir el flujo sanguíneo, pero suficientemente grande en la otra punta para conectar con instrumentos con el fin de grabar o enviar pulsos eléctricos. La solución que han encontrado el equipo ha sido sustituir los nanocables de platino por nanocables de polímeros, que además de ser mucho más baratos, pueden ser convertidos en cables mucho más finos y flexibles.

Actualmente los científicos investigan un proceso que permita la fabricación de nanocables de polímero que miden tan solo 100nm. Creen que un nanocable de este tipo podría ser “dirigible” y que se le podría guiar por uno de los vasos sanguíneos menores que salen de los más grandes.
Otra ventaja de este tipo de cables de polímero es que son biodegradable así que podrían ser utilizados para estudios cortos o diagnósticas, porque luego se decompondrían.

Fuente: Fiber to the Brain