Músculos nanotecnológicos: la nanotecnología y el movimiento
Por Cesare Nàvy
Bajo un curioso y optimista título ("La nanotecnología mueve por vez primera una montaña", http://www.tendencias21.net/La-nanotecnologia-mueve-por-vez-primera-una-montana_a719.html) descubrí una noticia de la que se hicieron eco numerosos diarios y foros sobre el avance de la nanotecnología en el movimiento de objetos. En este caso, investigadores de diferentes países han conseguido construir una máquina molecular sintética capaz de mover una gota visible un milímetro mediante un apuntador de rayos láser. Siempre he pensado que desde nuestro punto de vista los inventos que hacen menos cosas de lo que podemos hacer ahora mismo nosotros como seres humanos son infravalorados por nuestra sociedad, y en este caso mover un pequeño objeto es algo que ya sabíamos hacer nosotros. Lo que termina de resultar novedoso de esta máquina, como reza el espíritu de la nanotecnología, es su tamaño: la máquina es 80.000 veces más pequeña que el diámetro de un cabello, lo cual multiplica sus posibilidades de uso en regiones donde el tamaño es crítico: por ejemplo, dentro del cuerpo humano, moviendo la sangre de las arterias que recorren el cuerpo o favoreciendo el movimiento.
El experimento consistió en recubrir una superficie de oro con una capa de moléculas especiales de rotaxano, cuya propiedad esencial es que puede modificar las características de la superficie en la que se encuentra en respuesta a impulsos lumínicos. Con un apuntador de rayos láser y aprovechando las fuerzas de repulsión entre moléculas que alteran la tensión en la superficie se consiguieron mover gotas 1 milímetro tanto en una superficie plana como con un desnivel de 12º. Sus inventores destacan que "a partir de estas ideas se podrán desarrollar músculos artificiales que utilicen nano-máquinas para realizar algunas tareas físicas". Y es que no se han alcanzado aun las metas mayores y la nanotecnología aún no puede mover grandes objetos, pero la progresión en este campo aporta esperanzas a personas con problemas físicos que ven en estos avances una segunda oportunidad para adaptarse completamente a la sociedad de hoy en día.
Destaca también que
la inspiración del sistema sea la propia naturaleza, y confirma como en tantos inventos anteriores que el imitar a la naturaleza aporta muchos resultados geniales. Pueden consultarse aquí (http://www.polivalencia.com/numeros/mostrar_articulo.asp?IdArticulo=122) muchos éxitos de esta forma de actuar en la ciencia, conocida con el término "biónica" desde los años 50, e incluso como el uso de la biónica para favorecer la movilidad del hombre no es una novedad de este proyecto (otro proyecto basado en la biónica, noticia en castellano http://www.novaciencia.com/2005/11/30/cientificos-europeos-desarrollan-una-mano-bionica/, página oficial en inglés http://www.cyberhand.org/)
El artículo completo, publicado en la revista Nature Materials en 2005, puede consultarse en inglés en http://www.s119716185.websitehome.co.uk/home/naturemater2005.pdf. El proyecto fue dirigido por David Leigh, uno de los mayores expertos internacionales en química orgánica, y contó con la colaboración de profesionales de diferentes países y con el apoyo económico del Reino Unido. Sin duda, una demostración más de que las partidas presupuestarias dedicadas a la investigación y el desarrollo suponen mejoras indirectas a la sociedad en campos diversos que no se podrían solucionar con simples partidas económicas para cada área concreta. O dicho de otro modo: tal vez la ciencia se merezca ese voto de confianza que muchas veces no la damos.
Tags: apuntador de rayos láser, biónica, impulsos lumínicos, máquina molecular, músculos artificiales y nano-máquinas, movilidad del hombre, nanotecnología y movimiento, rotaxano
Sindicación
2007-01-24 a las 11.25 pm
Parece ser un pequeño paso que puede abrir camino a nuevos avances. La gota que consiguió desplazarse era de diyodometano http://www.laflecha.net/canales/ciencia/200509202/), me pregunto si el experimento se podría haber realizado con cualquier otra.
Otro aspecto que me ha llamado la atención es el de la molécula de rotaxano, se trata de una molécula artificial con una estructura bastante interesante (http://en.wikipedia.org/wiki/Rotaxane), puede actúar como una especie de interruptor molecular con dos modos encendido y apagado. Fue diseñada por un equipo de investigadores de la Universidad de California y la empresa Hewlett-Packard y aseguran que su hallazgo abre camino a una nueva generación de ordenadores 100.000 millones de veces más rápidos que los actuales (http://www.orene.org/reich/terra/elpais/rotaxano.html). Personalmente la previsión me parece bastante exagerada, al menos, a medio plazo. En cualquier caso habrá que esperar para poder conocer todo el potencial de esta molécula sintética, los músculos nanotecnológicos puede que sea una sola de sus muchas aplicaciones.
2007-02-11 a las 4.32 pm
El mencionado David Leigh ( cuya página web en la Universidad de Edimburgo se encuentra aquí: http://www.chem.ed.ac.uk/staff/leigh.html) explica que su grupo de investigación pretende desarrollar ideas y conceptos simples mediante el diseño y la síntesis de nuevos tipos de arquitectura a nivel molecular para controlar sus propiedades e influencia, por lo cual hace unos cuantos años que su laboratorio explora varias áreas de aplicación de “materiales inteligentes” y “máquinas moleculares” ( máquinas basadas en el mencionado rotaxano y en el catenano), química biológica y macromoléculas (polímeros mecánicamente enlazados).
La noticia reflejada en el post podemos encontrarla en medios americanos aquí http://www.msnbc.msn.com/id/16908540/, como ” Una idea de hace 150 años inspira una nanomáquina”, donde David Leigh declara que el crédito del descubrimiento debe darse a James Clerk Maxwell, quien en 1867 había imaginado una máquina a escala atómica, en el experimento llamado “El demonio de Maxwell” http://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell’s_demon
2007-03-02 a las 12.06 pm
Tambien existe un tipo de estructura llamada nanocoche movido por un haz de luz. Investigadores de la Universidad de Rice, en los Estados Unidos, han construido con éxito el primer nanocoche creado a partir de una única molécula. El mismo cuenta con una dimensiones de 4 nanometros de largo por 3 nanometros de ancho. Cada nanometro es una milmillonésima parte de un metro. Un motor de fotones ha sido desarrollado y se espera a su integración en el nanocoche para convertirlo en el primer vehículo motorizado a nanoescala. Este vehiculo tendrá el objetivo de mejorar las condiciones de fabricación a nanoescala, por ejemplo un chip en un sustrato de silicio. (http://www.motorpasion.com/2005/10/22-ya-rueda-el-nanocoche)
(http://www.jmtour.com/)
(http://www.rice.edu/media/Motorized_Nanocar.html)
2007-04-29 a las 10.10 pm
LA LUCHA CONTRA LA ENFERMEDAD
La nanotecnología puede ser eficaz para tratar lesiones de la médula espinal, según un informe sobre el futuro de esta tecnología.
El informe indicó que la nanotecnología también podría ayudar a curar otras enfermedadess reparando órganos o tejidos dañados.
Esto da esperanzas a la curación de enfermedades como el Parkinson, la diabetes, el cáncer, fracturas óseas, ataques cardíacos y multitud de enfermedades. La solución incluye moléculas diseñadas para reconstruir el tipo de tejido que en condiciones normales no puede ser sanado o regenerado naturalmente, como los huesos o los nervios.
Al inyectar moléculas que fueron diseñadas para ensamblarse en nanoestructuras en el tejido espinal, se han podido rescatar y que vuelvan a crecer rápidamente neuronas dañadas.
La nanotecnología permitirá entrar en el área de diversas enfermedades así como las neurodegenerativas y de esta forma creará nuevas expectativas y esperanzas en el ámbito sanitario.
http://www.portalciencia.net/nanotecno/
http://www.feedshow.com/show_itemsfeed=c8546e519c2c8ca2ddfdc7b5baacfb22
http://www.madrimasd.org/cimtan/Asesorias/Nanotecnologia/default.aspx
2009-04-02 a las 2.00 pm
Un estudio de la Universidad de Nevada, nos informa que podría ser posible el nuevo desarrollo de materiales que imiten el tejido biológico y los músculos gracias a la nanotecnología.
Los nanotubos poseen características y capacidades que podrían permitirles resistir su estrés y mantener su integridad estructural como los músculos del cuerpo humano. Si estos nanotubos pueden imitar a los músculos artificiales, algún día se podrían utilizar como tejido blando de la pared estomacal o incluso como tendones en el cuerpo.
Me gustaría destacar que un grupo de científicos-investigadores de California en 2008 ya han logrado desarrollar un interesante músculo artificial con nanotecnología. Este posee la capacidad de autosanarse y generar electricidad, ya que este equipo reemplazo electrodos por nanotubos de carbono flexibles. Así pues, si una zona determinada de los nanotubos falla, esta región se autosella evitando la expansión de la “herida” hacia otras zonas.
No obstante, aun quedan por perfeccionar y mejorar diversos aspectos, científicos-ingenieros ya están trabajando en eso, es mas, se están realizando pruebas combinando los nanotubos con diferentes polímeros, donde estos controlan el estiramiento de un músculo para así controlar su desgaste.
Aquí queda reflejado de nuevo que la inspiración en la propia naturaleza puede dar muchos resultados geniales. En un futuro se utilizará material no biológico dentro de los organismos vivos para desempeñar funciones biológicas. Los investigadores esperan mezclar lo mejor de ambos mundos mediante el aprovechamiento de la compatibilidad de materiales que puede haber entre átomos y moléculas a nivel nanoescalar.
http://www.nanotecnologica.com/256/
http://www.euroresidentes.com/Blogs/nanotecnologia/2009/03/musculo-artificial-con-nanotubos.html
http://www.nanotecnologica.com/musculo-artificial-con-nanotecnologia/