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Investigadores de la Universidad de Tecnología de Delft han desarrollado un motor de flujo hecho de material de ADN, que se auto-organiza bajo un campo eléctrico en una configuración similar a un rotor. Este rotor entonces se pone en un movimiento giratorio sostenido de más de 10 revoluciones por segundo.
Los investigadores utilizaron una técnica llamada origami de ADN, que utiliza las interacciones específicas entre pares complementarios de bases de ADN para construir nano-objetos 2D y 3D. Los rotores aprovechan la energía del agua y el flujo de iones, que es una de las fuentes de energía más abundantes en biología que potencia varios procesos críticos, incluyendo la síntesis de combustible celular y la propulsión celular.
Este logro es un hito ya que es la primera realización experimental de rotores activos impulsados por flujo en la nanoescala. Los investigadores fueron inicialmente desconcertados por el proceso de auto-organización de las barras de ADN, pero lo resolvieron en discusiones con el teórico Ramin Golestanian y su equipo en el Instituto Max Planck para la Dinámica y la Auto-Organización en Göttingen. La técnica y el mecanismo físico detrás de él establecen una nueva dirección de construcción de nanomotores sintéticos: nanoturbinas impulsadas por flujo, que es sorprendentemente inexplorado por científicos e ingenieros.
El grupo utilizó el conocimiento aprendido de la construcción de este rotor auto-organizado para hacer la primera turbina de nanoescala diseñada racionalmente. Fueron capaces de recrear los hermosos molinos de viento holandeses con un tamaño de sólo 25 nm, el tamaño de una sola proteína en su cuerpo. La dirección de rotación fue fijada por la quiralidad diseñada, permitiendo que las turbinas zurdas girasen en sentido horario y derecho para girar en sentido contrario al bloqueo.
Rotores de nanoescala construidos a partir de ADN
Nanoscale Rotors Constructed From DNA – Smallest Flow-Driven Motors in the World
Scientists have constructed the smallest flow-driven motors in the world. Inspired by iconic Dutch windmills and biological motor proteins, they created a self-configuring flow-driven rotor from DNA that converts energy from an electrical or salt gradient into useful mechanical work. The results ope
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