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nanomaquinas

Científicos de la Universidad Estrasburgo en Francia, lograron, por primera vez, imitar las cualidades de las fibras musculares por medio de un conjunto de miles de nano-máquinas que son capaces de producir un movimiento de contracción coordinado. Abriendo así una multitud de aplicaciones en robótica y en nanotecnología para el almacenamiento de información, para la síntesis de músculos artificiales o en el diseño de otros materiales que incorporan nano-máquinas.

El cuerpo humano con sus más de 400 músculos ejecuta los más complejos y variados movimientos. Para que esto fuese posible, la naturaleza estructuró los músculos esqueléticos con diversos tipos de fibras musculares adaptadas a cada acto motor.

La fibra muscular o miocito, es una célula con capacidad contráctil. Contiene orgánelos celulares, mioglobina y un complejo entramado proteico de fibras llamadas actina y miosina cuya principal propiedad es la contractilidad, es  decir, la de acortar su propia longitud cuando son sometidas a un estímulo físico, químico, eléctrico o mecánico.

La investigación fue dirigida por Nicolas Giuseppone, profesor de dicha Universidad y físico especializado en dispersión de la radiación en los Laboratoire de Matière et Systèmes Complexes (CNRS/Université Paris Diderot). Su equipo, consiguió sintetizar largas cadenas poliméricas que incorporan, a través de enlaces supramoleculares, miles de nano-máquinas; cada una capaz de producir un movimiento lineal telescópico de alrededor de un nanómetro (un enlace supramolecular es una interacción entre diferentes moléculas que no se basa en un vínculo tradicional “covalente” químico sino en lo que se conoce como “interacciones débiles”, con las que se constituyen complejas estructuras moleculares).

Bajo la influencia del pH, sus movimientos simultáneos permiten que la cadena de polímero completo se contraiga o extienda aproximadamente por 10 micrómetros, lo que, amplificado tiene los mismos principios que los utilizados por los tejidos musculares.

nanomaquina

“La naturaleza hace muchas máquinas llamadas moléculas. Conjuntos de proteínas muy complejas, que están en el origen de las funciones esenciales de vida, tales como el transporte de iones, la síntesis de ATP (molécula de energía) o la división celular”.

“Nuestros músculos se controlan y coordinan el movimiento de miles de nano-máquinas de proteínas del orden de un nanómetro que no funcionan individualmente. Pero al unirse a los miles, amplifican el movimiento telescópico a nuestra escala para lograr la perfección”, comentan los investigadores.

Estos resultados, obtenidos mediante un enfoque biomimético, podría dar lugar a numerosas aplicaciones para el diseño de músculos artificiales, micro-robots o el desarrollo de nuevos materiales que incorporan nano-máquinas dotadas con nuevas escalas y propiedades mecánicas.

Referencia: Angewandte Chemie

 

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