Foto: Microscopio 4XSTM. Fuente: CEMES

 

En esta infinitesimal carrera, seis equipos se disputan un premio enorme: el orgullo de haber creado el coche más pequeño del mundo. Los nanocoches o coches moleculares son ejemplos de cómo la física y la química pueden llegar a conseguir cosas increíbles.

 

¿Qué es un coche molecular?

Los nanocoches o coches moleculares son en realidad  moléculas que disponen de diversas partes móviles, lo que les permiten ser desplazados o incluso dirigidos mediante un "motor" nanométrico alimentado por los impulsos eléctricos. El primer nanocoche fue diseñado en 2005, en la Universidad de Rice, por el profesor James Tour. Sin embargo, este primer nanocoche no era, exactamente, un nanocoche como tal. Y es que a pesar de que su esqueleto tiene forma de vehículo y los fulerenos de sus nanométrica “ruedas” son móviles, lo cierto es que no poseía un “motor” nanométrico. Esta molécula fue diseñada para contestar a la pregunta de si los fulerenos, que son moléculas con una disposición esférica, son capaces de moverse sobre superficies metálica y cómo ocurre dicho fenómeno.

 

 

 

Pero la idea proviene de mucho antes. En realidad, la posibilidad de crear coches moleculares fue propuesta en 1997 (y archivada como una idea simpática pero absurda). A pesar de los problemas evidentes, varios equipos se lanzaron en su momento a hacer sus propios descubrimientos en nanotecnología, diseñando los primeros motores nanométricos reales. Actualmente, los equipos de coches moleculares han diseñado una moléculas capaces de reaccionar a los impulsos eléctricos gracias a su “nanomotor” que no es otra cosa que un conjunto atómico capaz de reaccionar a la carga del impulso electromagnético para producir movimiento en el conjunto. Cada molécula diseñada por cada uno de los equipos es distinta y tiene diversas “habilidades” en la pista.

 

Windmill, la molécula del equipo suizo, en funcionamiento.

Fuente: CEMES

 

La carrera más pequeña de la historia

Ahora, pongamos los coches a “correr”, ¿en qué consiste la carrera? Aunque tiene ciertas similitudes con las técnicas de medida de proteínas mediante geles, el movimiento de estas proteínas es a voluntad. Esto se produce gracias al uso de un aparato excepcional: el microscopio electrónico especial, 4XSTM, del Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (o CEMES). Este finísimo detector utiliza una diminuta barra de tungsteno, para detectar a los microscópicos corredores emplea un fenómeno conocido como “efecto túnel”. Este utiliza a los electrones que forman parte de los nanocoches, que son perturbados por la carga de la barra, de manera que se transfieren a una superficie y se recoge así la imagen. Este microscopio es capaz de ver a escalas cuasi atómicas, y es la única manera de observar las moléculas en su recorrido. Pero además de ver, en la carrera, los seis equipos, procedentes de todo el mundo, controlarán los vehículos moleculares a voluntad. Esto, como decíamos, será gracias a los impulsos eléctricos y debido al diseño molecular del que han sido dotados por sus equipos. 

 

 

Abriendo las puertas de la nanotecnología

 

Los investigadores, como explicábamos, proceden de todo el mundo, habiendo diseñado estos ingenios atómicos para poder competir. Pero, ¿cuál es la finalidad de esta carrera? Los coches moleculares suponen un avances en el conocimiento sobre el funcionamiento a escalas atómicas. Su estudio y desarrollo podría ayudarnos a descubrir nuevas técnicas de investigación o, también podría servir para desarrollar nuevos fármacos o aplicaciones médicas que nos ayudarán a combatir enfermedades de una manera más eficiente. La iniciativa del CNRS y el CEMES aprovecha una manera más interesante y atractiva, la “carrera”, para atraer la atención de las personas hacia un área que es de por sí bastante compleja. Y a pesar de su dificultad  la nanotecnología y la física y química aplicadas nos traen grandes promesas, como podemos comprobar.

 

 

 

Equipo suizo observando su Nano Windmill. Fuente: CEMES

 

La “carrera” tendrá lugar a partir del próximo 28 de abril en Toulouse, lugar donde se encuentra el laboratorio que hospeda la carrera. Esta podrá verse, en directo, a través del canal de YouTube del centro. 

 

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