LA SÍNTESIS DE MÁQUINAS MOLECULARES. REALIDAD O CIENCIA FICCIÓN
Este año los galardonados con el Premio Nobel de Química han sido el francés Jean-Pierre Sauvage (París, 1944), el escocés Sir J. Fraser Stoddart (Edimburgo, 1942) y el holandés Bernard L. Feringa (Barger-Compascuum, 1951) por el diseño y la síntesis de máquinas moleculares.
Una máquina molecular artificial se puede definir como un número discreto de componentes moleculares que han sido diseñados para llevar a cabo movimientos mecánicos (de salida), en respuesta a determinados estímulos (entrada).[ Estas moléculas pueden tener múltiples aplicaciones en la industria, la medicina y la electrónica.
El primer paso hacia una máquina molecular sintética lo dio en 1983 Jean-Pierre Sauvage cuando vinculó dos moléculas en forma de anillo para formar una cadena llamada catenano. Más tarde, en 1991 se dio un nuevo paso cuando Fraser Stoddart desarrolló un rotaxano, que es un macrociclo atravesado por una molécula en forma de mancuerna. Stoddart demostró que el anillo o macrociclo era capaz de moverse a lo largo del eje de la mancuerna. Por su parte, el holandés Bernard Feringa se convirtió en la primera persona que desarrolló un motor molecular. Fue en 1999, cuando consiguió una pala de rotor molecular que gira constantemente en la misma dirección. Con este tipo de motores moleculares logró girar un cilindro de vidrio con un tamaño 10.000 veces más grande que el propio motor.
Las máquinas moleculares se pueden utilizar en dispositivos de nuestra vida cotidiana. Así, por ejemplo, la invención recogida en la patente EP1236206 se refiere a un dispositivo electrónico para almacenamiento de datos, donde la parte esencial del dispositivo es un catenano que tiene la posibilidad de rotación de uno de los anillos cuando la molécula se oxida (o reduce). Además de otras ventajas, el uso de estas moléculas posibilita la fabricación de memorias de tamaño reducido.
Otro ejemplo, es la invención recogida en la patente US6243248 que se refiere a una estructura molecular que comprende un rotor uni-molecular que se mueve mediante energía térmica y en medio seco, útil, por ejemplo, en medios biológicos, como dispositivo interruptor.
En otros casos, los usos descritos parecen todavía de ciencia ficción, como los divulgados en el documento de patente US7964722. Esta patente reivindica una máquina molecular basada en compuestos de fórmula:
Accionada por luz, que puede ser usada como un motor molecular, por ejemplo, para accionar engranajes a nano-escala, para agitar moléculas en química de difusión superficial, para enlazar o desenlazar ADN a otras moléculas, etc.
Y, más recientemente, los nano-robots reivindicados en la solicitud de patente japonesa JP2016014074. Estos nano-robots comprenden partes expandibles a las que se unen sensores moleculares y motores moleculares. Los nano-robots pueden actuar por sí mismos, ya que perciben cambios del medio, tienen determinación y se pueden comunicar entre ellos. Esto permite usarlos en ambientes hostiles. ¿Podremos algún día utilizar estos nano-robots?
Todos estos tipos de inventos al principio pueden verse un poco inaccesibles, pero poco a poco y sin darnos cuenta entran en nuestra vida por la aplicaciones que pueden tener para optimizar lo cotidiano.
Demócrito sentencio que el fundamento que explica cómo es el universo, está en la partícula, el átomo.
En ese sentido, los galardonados al premio nobel, nos llaman a ser testigos de una nueva revolución científico-tecnológica, como la que sucedió cuando Fared introdujo un imán en una bobina y demostró la inducción eléctrica, años después ello permitió fabricar motores usados en la industria.
Las posibilidades de la nanociencia y nanotecnología están en la fabricación de motores, que con ayuda de herramientas, permitirán el funcionamiento de máquinas que serán usadas para reparar estructuras de acero u otros materiales, huesos, células, órganos humanos y especies naturales. Saludos.