El ADN puede hacer más que dirigir la forma en que fabricamos los cuerpos; también puede dirigir la composición de muchos tipos de materiales, según un nuevo estudio del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU.

El investigador de Argonne, Byeongdu Lee, y sus colegas de la Universidad Northwestern descubrieron que las hebras de ADN pueden actuar como una especie de "velcro" nanoscópico que une diferentes nanopartículas. "Por lo general, es difícil controlar con precisión el ensamblaje de este tipo de nanoestructuras, "Dijo Lee." Al usar ADN, estamos tomando prestado el poder de la naturaleza ".

El efecto "Velcro" del ADN es causado por los "extremos pegajosos de la molécula, "que son regiones de nucleótidos desapareados - los componentes básicos del ADN - que son aptas para unirse químicamente a sus pares de bases, como en nuestros genes. Cuando regiones suficientemente similares se contactan entre sí, Los enlaces químicos forman una red rígida. Los científicos e ingenieros creen que estas nanoestructuras complejas tienen el potencial de formar la base de nuevos plásticos, electrónica y combustibles.

En 2008, Lee y sus colegas adjuntaron ADN a nanopartículas esféricas hechas de oro, con la esperanza de controlar la forma en que las partículas se organizan en un compacto, cristales ordenados. Este proceso se denomina empaque de nanopartículas, "y Lee creía que al colocar ADN en las nanopartículas, podía controlar cómo empacaban juntos. "Se ha demostrado que los materiales que se empaquetan de manera diferente, incluso si están hechos de la misma sustancia, exhiben propiedades físicas y químicas dramáticamente diferentes, "Dijo Lee.

Si bien el experimento de 2008 mostró que el ADN parecía controlar esa instancia de empaquetamiento de nanoesferas, no se sabía si el efecto ocurriría con diferentes geometrías de nanopartículas. El experimento más reciente analizó diferentes formas de nanopartículas para determinar si sus contornos afectaban la forma en que se empaquetaban.

Según Lee, las nanopartículas esféricas en el experimento anterior tendían a organizarse en uno de dos tipos separados de cristales cúbicos:un cubo centrado en la cara (un cubo simple con nanoesferas en cada vértice y otras adicionales ubicadas en el medio de cada cara) o un cuerpo- cubo centrado (un cubo simple con una nanoesfera adicional ubicada en el medio del cubo). El tipo de red que formaron las nanopartículas se determinó por la forma en que los "extremos pegajosos" unidos a las nanopartículas se emparejaron.

En el experimento más reciente, la forma de las partículas cambió la estructura final del material, pero solo en la medida en que alteró la forma en que los "extremos pegajosos" del ADN se unían entre sí. De hecho, El estudio mostró que las nanopartículas dodecaédricas (de 12 lados) dispuestas en una configuración cúbica centrada en la cara, mientras que las nanopartículas octaédricas (de 8 lados) formaban cubos centrados en el cuerpo, incluso cuando las nanopartículas estaban unidas a hebras idénticas de ADN. "Es posible que podamos hacer todos los tipos diferentes de estructuras de empaquetamiento de nanopartículas, pero la estructura que resultará siempre será la que maximice la cantidad de encuadernación, " él dijo.

"La estructura cúbica centrada en la cara es la forma más compacta para que las nanopartículas se organicen, mientras que el cúbico centrado en el cuerpo es ligeramente menos compacto. La unión del ADN es realmente la verdadera fuerza que controla la construcción de la red, "añadió.