En Japon, un grupo de investigadores  han desarrollado unas tijeras a escala molecular que se abren y cierran según sea la luz que reciben. Estas pequeñas tijeras son el primer ejemplo de una herramienta molecular capaz de manipular mecánicamente moléculas mediante luz como único estímulo.Las tijeras tienen apenas 3nm de longitud, por lo que son lo suficientemente pequeñas como para suministras fármacos a las células o para manipular los genes y otras moléculas biológicas, según [1] Takuzo Aida, profesor de la Universidad de Tokio. Según el propio Aida, a los químicos y bioquímicos podrían también serles útiles estas tijeras para controlar con mayor precisión la actividad de las proteínas. Los detalles de esta herramienta se presentaron  en el 233º encuentro de la [2] American Chemical Society, la mayor sociedad científica del mundo.

Los científicos buscaban desde hace mucho tiempo un modo de desarrollar herramientas a escala molecular que funcionaran en respuesta a un estímulo en concreto, como la luz o el sonido. Por ello, los biólogos, en concreto se muestran entusiasmados con el desarrollo de esta técnica porque les aporta una manera sencilla de manipular genes y otras moléculas. Kazushi Kinbara, coinvestigador en este estudio, afirma que mediante  el uso de una técnica de excitación multifotónica, se podrán manipular las tijeras en el interior del cuerpo para aplicaciones médicas. Por ejemplo, se sabe que la radiación del infrarrojo próximo puede alcanzar partes muy internas del cuerpo.

Las tijeras consisten en una cadena química que se pliega o extiende según sea la longitud de onda de la radiación que incide sobre ella. Al igual que las tijeras reales, estas tijeras moleculares tienen un pivote, hojas y asideras. El pivote consiste en una estructura de dos pisos fabricada de [3] ferroceno, con un átomo de Fe (II) entre dos placas de carbono. La unidad, que consta de tres piezas forma un eje, que permite a las tijeras rotar y girar. El movimiento está dirigido por las dos asideras que están unidas a una molécula fotosensible, llamada [4] azobenzeno, que no sólo tienen la capacidad de absorber luz, sino que además presenta dos formas isoméricas: una larga y otra corta. Cuando a la forma alargada del azobenzeno es expuesta a radiación UV, se convierta en la forma corta. Una exposión a luz visible, transforma la forma corta en forma larga.

Si se usa alternativamente luz visible y UV, la largura del azobenzeno disminuye y aumenta, lo que provoca que las asideras presenten un movimiento continuo de apertura-cerradura. Unido a las hojas de las tijeras, hay unidades organometálicas llamadas zinc-[5] porfirina.  Cuando el átomo de zinc está unido a una molécula que contenga nitrógeno, como el DNA, el zinc y el nitrógeno actúan como imanes, asegurando que estén firmemente sujetas a la molécula. Como las hojas se abren y cierran, las moléculas huésped permanecen atadas a la zinc-porfirina, y como resultado, se retuercen hacia delante y hacia atrás.

En un reciente estudio, los científicos demostraron que las tijeras guiadas mediante luz podían ser utilizadas para atrapar y girar moléculas. El grupo actualmente esta trabajando para desarrollar un sistema de tijeras mayor que pueda ser manipulado por control remoto. Las aplicaciones prácticas se espera que lleguen en un plazo de cinco a diez años.