Ciencia

Coches del tamaño de átomos: así es la carrera de Nanocars

Por 15/03/17 - 16:09

¿No has oído hablar del primer "Grand Prix" de bólidos moleculares del mundo? ¡Los Nanocars llegan al laboratorio de Toulouse para ganar! ¿Cómo se controla un vehículo de tamaño atómico?

nanocars

Preparen las pistas y ajusten los boxes: dentro de unas semanas podremos disfrutar de la trepidante carrera de "coches-moleculares" o Nanocars. ¿Cómo?, ¿nunca has oído hablar de la competición? Bueno, tal vez es porque esta es la primera vez que se celebra. O puede que sea por la inmensa pequeñez de sus vehículos, que miden apenas unos átomos. Pero también puede que te estés preguntando en estos momentos cómo se puede conducir un "coche molecular". Bueno, tal vez si te contamos que esta carrera es en realidad un importante experimento científico entiendas muchas más cosas.

¿Cómo se hace una carrera de "Nanocars"?

Bueno, en realidad, llamar coches a las pequeñas moléculas que cubren la parrilla de corredores es una metáfora un tanto amplia. Efectivamente, los Nanocars son en realidad moléculas diseñadas para no medir más de 100 nanómetros, es decir, una distancia 1000 millones de veces más pequeña que un metro. Para que nos hagamos una idea de los tamaños de la carrera, estas moléculas son unas 500.000 veces más pequeñas que el trazo de un lápiz o 30.000 veces más pequeñas que el diámetro de un pelo. Las pistas serán pistas de oro especiales donde se cargan los "nano-bólidos", que pueden tardar horas o incluso días en cruzarlas. El "combustible" que emplean estas moléculas corresponde a impulsos eléctricos que hace que corran en la dirección adecuada. Pero quién crea (y sepa) que esto sólo es un experimento donde se hace correr una molécula en un gel, se equivoca. De largo. Porque hablamos de moléculas móviles, capaces de desplazarse a voluntad.

Nanocar

Y es que los equipos de Nanocars no sólo son capaces de apreciar la carrera. También podrán "conducir" sus vehículos, moviéndolos o haciéndolos cambiar de dirección. Esto, como decíamos, será gracias a los impulsos eléctricos y debido al diseño molecular del que han sido dotados por sus equipos. Estos tendrán una pantalla para vigilar el movimiento que realizan sus propios Nanocars. Pero, ¿cómo verán "la carrera"? Gracias al sensible microscopio electrónico del CEMES, en Toulouse, un microscopio único equivalente, según sus palabras, a cuatro microscopios electrónicos de efecto túnel. El efecto túnel es conocido por ocurrir a nivel atómico y sólo puede entenderse mediante explicaciones cuánticas.

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Microscopio 4xSTM Fuente: CEMES

Cuando la punta del microscopio, una diminutísima barra de tungsteno, se acerca a las moléculas, los electrones que forman parte de la misma provocan este efecto túnel, perturbados por la carga de la barra, de manera que se transfieren a una superficie y se recoge así la imagen, grosso modo. Este finísimo microscopio, por tanto, es capaz de ver a escalas atómicas, la única manera de observar las moléculas en su recorrido. En la carrera participarán seis equipos de todo el mundo formados por científicos que han diseñado y controlarán los vehículos moleculares. Los espectadores podremos ver desde el canal de YouTube del centro cómo se desarrolla la carrera.

Los bólidos más pequeños del mundo

Pero dentro de toda la fanfarria hay que entender que esta carrera es una demostración de la capacidad única e impresionante de crear una molécula con un motor nanométrico capaz de desplazarse. El año pasado, Bernard L. Feringa fue galardonado por ser el pionero en los nanomotores junto a Jean-Pierre Sauvage y J. Fraser Stodart. De los primeros diseños se desarrolló después el Nanodragster suizo, el Nanocar del equipo NanoPrix Mobile, basado en el Nanodragster original. Este es sólo uno de los seis coches moleculares. Pero, ¿a qué llamamos coche molecular? Los Nanocars son 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.

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Fuente: CEMES

El primero de ellos fue diseñado por la Universidad de Rice, aunque no contenía un motor nanométrico propiamente dicho. Este modelo fue el empleado a posteriori para diseñar el actual Nanodragster. Pero este no es el único diseño. Puesto que la idea de un coche molecular fue ya propuesta en 1997 (y archivada como una idea simpática pero absurda), varios equipos se lanzaron en su momento a hacer sus propios descubrimientos en nanotecnología. Pero, ¿para que podría servirnos un coche molecular? En primer lugar, los Nanocars nos abren las puertas del conocimiento hacia el funcionamiento a escalas atómicas. En segundo, podría ayudarnos a desarrollar nuevas técnicas de investigación. Por último, y muy interesante también, podría servir para desarrollar nuevos fármacos o aplicaciones médicas que nos ayudarán a combatir más eficientemente cosas como el cáncer. Por todo ello, la genial iniciativa del CNRS y el Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (el CEMES) supone un avance en la divulgación del conocimiento científico de una manera nunca antes vista.

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