Inspirado en la naturaleza, un equipo de investigación internacional ha creado poros sintéticos que imitan la actividad de los canales de iones celulares, que juegan un papel vital en la salud humana al restringir severamente los tipos de materiales a los que se les permite ingresar a las células.

Los poros que construyeron los científicos son permeables a los iones de potasio y al agua, pero no a otros iones como los iones de sodio y litio.

Este tipo de selectividad extrema, aunque prominente en la naturaleza, no tiene precedentes para una estructura sintética, dijo el profesor de química de la Universidad de Buffalo, Bing Gong, Doctor, quien dirigió el estudio.

El éxito del proyecto sienta las bases para una variedad de nuevas y emocionantes tecnologías. En el futuro, los científicos podrían usar poros tan exigentes para purificar el agua, matar tumores, o tratar enfermedades regulando las sustancias dentro de las células.

"La idea de esta investigación se originó en el mundo biológico, de nuestra esperanza de imitar estructuras biológicas, y quedamos encantados con los resultados, ", Dijo Gong." Hemos creado el primer canal de agua sintética confirmado cuantitativamente. Pocos poros sintéticos son tan selectivos ".

La investigación aparecerá el 17 de julio en Comunicaciones de la naturaleza .

Los autores principales del estudio son Xibin Zhou de la Universidad Normal de Beijing; Guande Liu de la Universidad Jiao Tong de Shanghai; Kazuhiro Yamato, científico postdoctoral en la UB; y Yi Shen de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y el Instituto de Física Aplicada de Shanghai, Academia china de ciencias. Otras instituciones que contribuyeron al trabajo incluyen la Universidad de Nebraska-Lincoln y el Laboratorio Nacional Argonne. Frank Bright, Profesor Distinguido de Química de SUNY en la UB, asistido con estudios espectroscópicos.

Para crear los poros sintéticos, Los investigadores desarrollaron un método para obligar a las moléculas en forma de rosquilla llamadas macrociclos rígidos a apilarse unas sobre otras. Luego, los científicos unieron estas pilas de moléculas mediante enlaces de hidrógeno. La estructura resultante era un nanotubo con un poro de menos de un nanómetro de diámetro.

"Este nanotubo puede verse como una pila de muchos, muchos anillos, "dijo Xiao Cheng Zeng, Profesor de Química de la Universidad de Nebraska-Lincoln Ameritas, y uno de los autores principales del estudio. "Los anillos se unen mediante un proceso llamado autoensamblaje, y es muy preciso. Es el primer nanotubo sintético que tiene un diámetro muy uniforme. En realidad, es un tubo subnanométrico. Son unos 8,8 angstroms ".

El siguiente paso en la investigación es ajustar la estructura de los poros para permitir que diferentes materiales pasen selectivamente, y averiguar qué cualidades gobiernan el transporte de materiales a través de los poros, Dijo Gong.