Crear estructuras complejas mediante nanopartículas programadas

Las células animales y vegetales son destacados ejemplos de cómo la naturaleza construye unidades cada vez mayores de una manera específica, preprogramada, usando moléculas como bloques de construcción. En nanotecnología, los científicos imitan esta técnica utilizando la capacidad de nanomateriales adecuadamente estructurados para autoensamblarse en arquitecturas de orden superior. Aplicando este concepto, unos especialistas en polímeros de instituciones de Bayreuth, Aquisgrán, Jena y Maguncia, todas estas ciudades en Alemania, así como de Helsinki en Finlandia, han emprendido una prometedora línea de investigación sobre la cual han presentado públicamente sus primeros resultados.

El proceso de autoensamblaje ideado por el equipo de Axel Müller, de la Universidad de Maguncia, ha conducido a la formación de dos tipos de estructuras, dependiendo de la configuración inicial. Una de las estructuras resultantes es un racimo esférico. La otra, una estructura lineal.

Lo importante, en ambos casos, es que la estructura de las nanopartículas está preprogramada por la estructura química de la macromolécula fuente de la misma manera que la estructura de una proteína está determinada por su secuencia de aminoácidos.

Sin embargo, el proceso de autoensamblaje puede ir mucho más allá. Si las nanopartículas que dan lugar a la primera estructura son mezcladas con las que dan lugar a la segunda estructura, el resultado es que forman juntas una superestructura completamente nueva en un proceso de coensamblaje.

Las superestructuras producidas por estas macromoléculas tienen en consecuencia una gran riqueza de rasgos potencialmente útiles concentrada en un espacio minúsculo. Esta clase de concentración es idónea para crear máquinas microscópicas complejas.

Algunas tecnologías futuras sobre las que hoy ya se especula, por ejemplo las células artificiales hechas a la medida de las necesidades del ser vivo receptor, o componentes electrónicos para microrrobótica e incluso nanorrobótica, podrían beneficiarse significativamente de esta estrategia para crear estructuras intrincadas en un espacio diminuto.

Estas nanopartículas pueden combinarse con nanopartículas  y micropartículas, biológicas o inorgánicas, a fin de crear materiales hasta ahora desconocidos, con funciones específicas. El número de combinaciones posibles es prácticamente infinito.

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