Playdough y Legos se encuentran entre los bloques de construcción infantiles más populares. Pero, ¿qué podrías usar si quisieras crear algo realmente pequeño, una estructura menor que el ancho de un cabello humano?

Resulta, un equipo de químicos ha encontrado, esto se puede lograr mediante la creación de partículas que tengan características tanto de plastilina como de Lego.

Estas "partículas irregulares, "descrito en el último número de la revista Naturaleza , miden 1/200 del ancho de un cabello humano y pueden formar arquitecturas infinitas a partir de un puñado de piezas básicas. Y a diferencia de sus contrapartes más grandes, estas partículas pueden autoensamblarse.

"Imagina que quieres construir un castillo, pero en lugar de recoger a mano los ladrillos y conectarlos pacientemente uno por uno, simplemente agita la caja de piezas para que se conecten mágicamente entre sí y formen un castillo con todas las funciones, "dice Stefano Sacanna, profesor asistente en el Departamento de Química de la Universidad de Nueva York y uno de los creadores. "Estas partículas inteligentes representan un importante paso adelante para la realización de nuevos materiales y micro-maquinaria autoensamblados".

Este proceso (autoensamblaje de microarquitecturas predeterminadas) es similar a la forma en que los cristales atómicos se autoensamblan a partir de una mezcla específica de bloques de construcción atómicos.

"En naturaleza, arquitecturas extremadamente precisas, como cristales, crecen sin problemas a partir de sopas aleatorias de átomos, "explica Sacanna." Usando principios similares, podemos fabricar una microarquitectura extremadamente precisa sin intervención humana ".

"El autoensamblaje coloidal tiene el potencial de revolucionar la impresión 3D, ", agrega." Esto podría lograrse no simplemente reduciendo aún más el tamaño de las arquitecturas impresas, pero también permitiéndonos "imprimir" arquitecturas funcionales. Supongamos que desea imprimir un modelo de automóvil, utilizando el autoensamblaje coloidal, ¡podría imprimir un automóvil que tenga una fracción de milímetro y que algún día realmente funcione! "

Para los científicos, sin embargo, La miniaturización presenta actualmente un desafío formidable.

La manipulación directa de "ladrillos de construcción" que son 10 o incluso 100 veces más pequeños que una célula humana es difícil. Un enfoque más eficiente es replicar lo que Sacanna llama la "tecnología de fabricación" de la naturaleza:el autoensamblaje. Esta, sin embargo, requiere la capacidad de diseñar y fabricar bloques de construcción que sepa qué hacer y adónde ir.

La tecnología desarrollada en el laboratorio de Sacanna permite la creación de tales bloques de construcción microscópicos e impartirlos con un manual de instrucciones a bordo que les dice cómo conectarse con partículas vecinas.

"Estas partículas nos ayudarán a comprender, y permitirán imitar, los mecanismos de autoensamblaje que utiliza la naturaleza para generar complejidad y funcionalidades a partir de simples bloques de construcción. " él dice.

Sacanna y su colega Gi-Ra Yi, profesor de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de Sungkyunkwan (SKKU) en Suwon, Corea del Sur, junto con los estudiantes graduados de NYU Zhe Gong y Theodore Hueckel, creó estas partículas irregulares a través de una nueva metodología sintética llamada "fusión coloidal, "que no es diferente de cómo se ensamblan las diferentes piezas de plastilina.

Mientras que la plastilina implica apretar diferentes colores de arcilla, La fusión coloidal fusiona diferentes funcionalidades químicas para crear partículas multifuncionales, a diferencia de las de varios colores, que también contienen instrucciones para el autoensamblaje. Este proceso se logra mediante la implementación de software, llamado "Surface Evolver", que es un paquete de simulación similar al que usan los ingenieros de software para diseñar edificios.

"El software nos permite predecir cómo evolucionará un cúmulo inicial cuando se 'apriete' y cómo se verá la partícula irregular multifuncional resultante, "señala Sacanna.