Tendencias21
El nanomotor más rápido y pequeño del mundo cabe dentro de una célula

El nanomotor más rápido y pequeño del mundo cabe dentro de una célula

Investigadores de la Universidad de Texas en Austin (EE.UU.) han construido el nanomotor sintético más pequeño, rápido y duradero existente hasta la fecha, que cabe en una sola célula. El objetivo es que pueda moverse a través del cuerpo para liberar fármacos de forma controlada, en células específicas.

El nanomotor más rápido y pequeño del mundo cabe dentro de una célula

Investigadores de la Escuela Cockrell de Ingeniería, de la Universidad de Texas en Austin (EE.UU.) han construido el minimotor sintético más pequeño, rápido y duradero existente hasta la fecha.

El nuevo nanomotor es un paso importante hacia el desarrollo de máquinas en miniatura que algún día podrían moverse a través del cuerpo para administrar insulina a los diabéticos, cuando fuera necesario, o tratar células cancerosas sin dañar las células sanas.

Con el objetivo de suministrar energía a estos dispositivos aún no inventados, los ingenieros de UT Austin se centraron en la construcción de una nanomotor fiable de ultra alta velocidad que pudiera convertir la energía eléctrica en movimiento mecánico en una escala 500 veces más pequeña que un grano de sal.

La profesora asistente de ingeniería mecánica Donglei «Emma» (su nombre/apodo en inglés) Fan dirigió un equipo de investigadores en el exitoso proceso de diseño, montaje y pruebas de un nanomotor de alto rendimiento en un entorno no-biológico. El nanomotor de tres partes del equipo puede mezclar e inyectar bioquímicos rápidamente y moverse a través de líquidos, lo cual es importante para aplicaciones futuras. El estudio ha sido publicado en la edición de abril de Nature Communications.

Fan y su equipo son los primeros en alcanzar la muy difícil meta de diseñar un nanomotor con una gran capacidad de manejo.

Al ser todas sus dimensiones menores de 1 micrómetro, el nanomotor podría encajar dentro de una célula humana y ser capaz de girar durante 15 horas continuadas a una velocidad de 18.000 RPM, la velocidad de un motor en un avión a reacción. Nanomotores comparables funcionan de forma significativamente más lenta, desde 14 RPM a 500 RPM, y sólo consiguen rotar entre unos segundos y unos cuantos minutos.

De cara al futuro, los nanomotores podrían avanzar en el campo de los sistemas nanoelectromecánicos (NEMS), un área centrada en el desarrollo de máquinas en miniatura que son más eficientes energéticamente y menos costosas de producir. En un futuro próximo, los investigadores creen que sus nanomotores podrían proporcionar un nuevo enfoque para la administración controlada de fármacos en las células vivas.

Pruebas

Para probar su capacidad para liberar fármacos, los investigadores recubrieron la superficie del nanomotor con bioquímicos e iniciaron el giro. Observaron que cuanto más rápido gira el nanomotor, más rápido libera los medicamentos.

«Hemos sido capaces de establecer y controlar la velocidad de liberación de moléculas por rotación mecánica, lo que significa que nuestro nanomotor es el primero de su especie que controla la liberación de fármacos», señala Fan en la nota de prensa de la Universidad. «Creemos que va a ayudar a avanzar en el estudio de la administración de fármacos y la comunicación entre células.»

Los investigadores han abordado dos grandes problemas de los nanomotores hasta el momento: el montaje y los controles. El equipo construyó y operó el nanomotor utilizando una técnica pendiente de patente que Fan inventó mientras estudiaba en la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, Maryland, EE.UU.). La técnica se basa en campos eléctricos de corriente continua y corriente alterna para ensamblar las partes del nanomotor una por una.

En los experimentos, los investigadores utilizaron la técnica para encender y apagar los nanomotores e impulsar la rotación en sentido horario o antihorario.

Fan y su equipo planean desarrollar nuevos controles mecánicos y sensores químicos que puedan ser integrados en los dispositivos nanoelectromecánicos. Pero primero tienen previsto poner a prueba sus nanomotores cerca de una célula viva, lo que les permitirá medir cómo liberan moléculas de una forma controlada.

Referencia bibliográfica:

Kwanoh Kim, Xiaobin Xu, Jianhe Guo, D. L. Fan. Ultrahigh-speed rotating nanoelectromechanical system devices assembled from nanoscale building blocks. Nature Communications (2014). DOI: 10.1038/ncomms4632.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Simulan una explosión termonuclear en un superordenador 26 marzo, 2024
    Una simulación por superordenador nos brinda nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones: al evocar la explosión termonuclear que tiene lugar cuando estos monstruos cósmicos devoran a otra estrella, los investigadores logran avanzar en la comprensión de los fenómenos más extremos que suceden en el cosmos.
    Pablo Javier Piacente
  • Las matemáticas tienen la clave para erradicar el machismo 26 marzo, 2024
    Las matemáticas demuestran que si una parte significativa de las mujeres de una población (superando el límite del 45%) se comporta solidariamente con otras mujeres (como si fuesen hermanas), el machismo se extingue.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)
  • El cerebro nos invita a soñar despiertos y luego nos rescata del ensueño 26 marzo, 2024
    El cerebro dispone de un doble mecanismo que, por un lado, nos inspira la creatividad provocando que soñemos despiertos, y por otro, nos devuelve a la realidad para sacarnos de la divagación inútil.
    Redacción T21
  • Las ondas cerebrales se mueven en direcciones opuestas para crear recuerdos y luego para recuperarlos 25 marzo, 2024
    Los científicos descubrieron que las ondas cerebrales tendían a moverse desde la parte posterior del cerebro hacia el frente mientras las personas guardaban algo en su memoria. Por el contrario, cuando buscaban recordar la misma información, esas ondas se movían en la dirección opuesta, desde el frente hacia la parte posterior del cerebro.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una de las estrellas más antiguas del Universo muy cerca de la Vía Láctea 25 marzo, 2024
    La estrella LMC 119 fue apreciada en la Gran Nube de Magallanes, muy cerca de la Vía Láctea, y es la primera estrella de la segunda generación de formación estelar del Universo que se ha identificado en otra galaxia. Esta estrella, una de las más antiguas en el cosmos descubiertas hasta hoy, proporciona una ventana […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿En qué se parece la AMOC a la construcción de la personalidad? 25 marzo, 2024
    Nuestra personalidad puede verse afectada por el deshielo del Ártico porque hay un paralelismo simbólico entre las corrientes oceánicas que regulan el clima y los comportamientos humanos: si seguimos sus patrones, favorecemos la ética en la gestión de las empresas.
    Edita Olaizola (*)
  • La inteligencia colectiva de las plantas forma los misteriosos círculos de hadas de los desiertos 25 marzo, 2024
    Los misteriosos círculos de hadas presentes en los desiertos de al menos 15 países se forman porque las plantas ejercen una forma de inteligencia colectiva para aprovechar los recursos hídricos profundos del terreno, creando las zonas muertas para la vida vegetal que han intrigado a los científicos durante décadas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los africanos usaban arcos y flechas hace 74 mil años 24 marzo, 2024
    El uso se arcos y flechas se ha constatado en africanos hace 74.000 años: dejaron constancia de armas puntiagudas usadas para la caza y, después de la erupción del supervolcán Toba en Indonesia que provocó una sequía, también para pescar en un río etíope.
    N+1/T21
  • Descubren al delfín de río más grande de la historia 23 marzo, 2024
    Un equipo de científicos ha descubierto en la Amazonía peruana los fósiles del delfín de río más grande de la Tierra. Era un pariente cercano de los delfines asiáticos y no de los delfines amazónicos que hoy habitan las aguas dulces de América del Sur.
    N+1/T21
  • Detectan emisiones de radio similares a auroras sobre las manchas solares 22 marzo, 2024
    Los astrónomos han observado explosiones de radio duraderas similares a auroras sobre una mancha solar: el descubrimiento podría ayudarnos a comprender mejor al Sol, así como facilitar la identificación de estrellas distantes que producen emisiones de radio similares.
    Pablo Javier Piacente