Durante las últimas décadas, los investigadores han construido minúsculas máquinas moleculares que rotan o transportan otras moléculas. Sin embargo, es difícil determinar el trabajo mecánico y las fuerzas que producen estos pequeños artilugios, lo cual es importante cuando se usan como nanorobots o en músculos artificiales. Ahora, en el Journal of the American Chemical Society , los investigadores informan sobre motores moleculares que giran y desenroscan como juguetes giratorios, lo que permite medir la energía y el par de sus rotaciones.

La naturaleza ya fabrica una variedad de máquinas moleculares, ya sea en los flagelos similares a pelos que impulsan a las bacterias o en la enzima giratoria que produce el compuesto de almacenamiento de energía trifosfato de adenosina (ATP). Los investigadores han estado creando sus propias versiones con el objetivo de usarlos como transportadores o bombas, o para fabricar materiales que puedan almacenar y liberar energía mecánica. Aunque ahora existen muchos diseños, sigue siendo difícil diseñarlos para rotaciones repetitivas y medir cuánto trabajo, o fuerza aplicada a lo largo de una distancia, pueden ejercer. Entonces, Nicolas Giuseppone y sus colegas se propusieron construir máquinas moleculares con movimiento cíclico reversible que les permitiera hacer precisamente eso.

Los investigadores construyeron una máquina molecular en forma de ocho con un motor giratorio en el centro y una cadena de polímero en cada uno de sus dos bucles. La luz ultravioleta activó la rotación en la intersección de la figura ocho y provocó que los bucles se enroscaran entre sí una, dos o tres veces. Cuando se apagó la luz, las máquinas con bucles más pequeños se desenrollaron gradualmente para aliviar la tensión, como si se desenrollara un juguete giratorio. Luego, los investigadores realizaron experimentos de torsión y destorsión a diferentes temperaturas para calcular el trabajo, la fuerza y ​​​​el par. El molinete ejercía un par de torsión similar al de la conocida enzima que produce ATP, lo que brinda una mirada prometedora a la energía mecánica que estas minúsculas máquinas podrían almacenar y liberar. + Explora más

Experimentos de una sola molécula revelan la capacidad de fuerza de los motores moleculares artificiales