(Phys.org) - Un equipo internacional de científicos, incluido el químico Xiao Cheng Zeng de la Universidad de Nebraska-Lincoln, ha creado lo que es en efecto un tamiz a nanoescala que es muy selectivo en lo que permitirá pasar, y que funciona de la misma manera que los canales de iones de potasio que son componentes vitales de prácticamente todas las células vivas.

También es el primer nanotubo sintético que posee un diámetro uniforme, además de ser autoensamblante e hidrofóbico, características que podrían conducir a avances industriales y médicos.

"Este nanotubo puede verse como una pila de muchos, muchos anillos, "dijo Zeng, Catedrático de Química de la Universidad Ameritas. "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. Tiene unos 8,8 angstrom ".

En células vivas, Los canales iónicos permiten que los iones de potasio pasen a través de las membranas celulares. pero no dejes pasar los iones de sodio, aunque el ion potasio (peso atómico 39) es casi un 70 por ciento más grande que el sodio (peso atómico 23).

"Encontramos un canal de potasio totalmente diferente, "Dijo Zeng." Es la misma función, pero es totalmente diferente a la madre naturaleza. Nosotros, posiblemente por primera vez, imitó el poro de potasio de la madre naturaleza mediante el uso de un poro subnanométrico uniforme, pero todavía se está estudiando por qué el ion más grande puede pasar y el más pequeño no ".

El grupo de investigación de Zeng en la UNL utilizó el Holland Computing Center de la UNL con fondos de la National Science Foundation y la Nebraska Research Initiative para realizar cálculos que investigan la estructura de los tubos. Su grupo determinó el tamaño de los anillos y la distancia entre ellos para encontrar la estructura de los dispositivos, y encontró ocho formas posibles de apilar las moléculas. Crucialmente, Los cálculos también mostraron que las estructuras son estables a temperatura ambiente.

Bing Gong, profesor de química en la Universidad de Buffalo y la Universidad Normal de Beijing, colaborador de Zeng desde hace mucho tiempo, y Zhifeng Shao, decano ejecutivo del Centro de Biomedicina de Sistemas de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y antiguo miembro de la facultad de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia, y sus equipos, sintetizó los nanotubos y midió el flujo de iones, completando un proyecto de tres años financiado en gran parte por la NSF. El trabajo de rayos X se realizó en la fuente de fotones avanzada en el laboratorio nacional de Argonne en Argonne, Ill. El grupo de investigación de Zeng en la UNL incluye a los becarios postdoctorales Hui Li y Yi Gao.

El éxito de los experimentos, Zeng dijo:conducirá a la investigación y el desarrollo continuos.

"Una cosa que le interesa a la gente en este campo es la desalinización. Otra es la administración de medicamentos, ", dijo." En el futuro, nuestra dirección, también apoyado por NSF, es funcionalizar la pared interior del tubo.

"Por ahora, por lo menos, es un nanotubo muy intrigante porque tiene lo que llamamos transporte de iones selectivo, que es muy especial. Sólo el potasio puede entrar. Pasa y el sodio no. Pero, Ojalá, si podemos agregar una función diferente dentro, y luego, a veces, solo podemos permitir que pase el agua, o algunos otros iones para atravesar, podemos agregar más selectividades ".

Los hallazgos se informaron en la edición del 17 de julio de Comunicaciones de la naturaleza , la revista multidisciplinaria de investigación en línea de Nature Publishing Group en todas las áreas de la biología, ciencias físicas y químicas.