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1 de Julio de 2009
Nanotecnia

Propulsión y conducción de nanorrobots

Pequeños vehículos submarinos emplean motores catalíticos para absorber combustible de su entorno y superar las leyes físicas del mundo microscópico.

Wolfram Schroll, Corbis

En síntesis

La nanotecnia promete inventos futuristas como robots microscópicos que fabrican otras máquinas o se introducen en el cuerpo humano para transportar medicamentos y realizar operaciones de microcirugía.

Estas máquinas se hallan sometidas a leyes físicas particulares. A escalas reducidas, los fluidos parecen tan viscosos como la melaza y el movimiento browniano hace que todo sufra continuas sacudidas.

Basándose en los motores biológicos que operan en las células, los químicos están aprendiendo a propulsar máquinas micro y nanométricas mediante reacciones catalíticas.

Imaginemos por un instante que pudiéramos fabricar coches, aviones y submarinos del tamaño de una bacteria o de unas pocas moléculas. Podrían diseñarse robots cirujanos microscópicos que, introducidos en el cuerpo humano, localizarían y eliminarían el agente físico de las enfermedades (la placa interior de las arterias o los depósitos proteínicos que pueden provocar la enfermedad de Alzheimer). Las nanomáquinas, robots con características y componentes de escala nanométrica, penetrarían en las vigas de acero o en las alas de los aviones para reparar grietas invisibles antes de su propagación, evitando accidentes y catástrofes.

En los últimos años, los químicos han diseñado estructuras moleculares sorprendentes, que podrían convertirse en piezas de máquinas diminutas. James Tour y otros investigadores de la Universidad Rice han sintetizado un coche de tamaño molecular que incorpora, a modo de ruedas, cuatro buckybolas (moléculas de carbono en forma de balón de fútbol), que son 5000 veces menores que las células humanas.

Pero si mira bajo el capó del nanocoche no encontrará ningún motor. Los nanocoches de Tour se mueven sólo en la medida en que son impulsados por colisiones aleatorias con las moléculas circundantes (el famoso movimiento browniano).

Este constituye el mayor problema actual de las máquinas moleculares: sabemos cómo construirlas, pero no cómo alimentarlas. Cuando se trata de las dimensiones de las células humanas o inferiores, esa tarea implica ciertos desafíos únicos. A esa escala, el aire y el agua resultan tan densos como la melaza y el movimiento browniano dificulta el mantenimiento de la trayectoria de las moléculas en una dirección concreta. En estas condiciones, las versiones nanométricas de los motores típicos de los vehículos o de los secadores de pelo no podrían ni siquiera arrancar, suponiendo que supiéramos fabricarlos a dicha escala.

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