Por primera vez, un conjunto de miles de nanomáquinas capaces de producir un movimiento de contracción coordinado que se extiende hasta alrededor de diez micrómetros, como los movimientos de las fibras musculares, ha sido sintetizado por un equipo del CNRS del Institut Charles Sadron. Este trabajo innovador, encabezada por Nicolas Giuseppone, profesor de la Université de Strasbourg, e involucrando a investigadores del Laboratoire de Matière et Systèmes Complexes (CNRS / Université Paris Diderot), proporciona una validación experimental de un enfoque biomimético que se ha conceptualizado durante algunos años en el campo de las nanociencias.
Este descubrimiento abre perspectivas para una multitud de aplicaciones en robótica, en nanotecnología para el almacenamiento de información, en el campo médico para la síntesis de músculos artificiales o en el diseño de otros materiales incorporando nano-máquinas (dotados de novedosas propiedades mecánicas). Este trabajo ha sido publicado en la versión online de la revista Edición internacional Angewandte Chemie .
Nature fabrica numerosas máquinas conocidas como "moleculares". Conjuntos de proteínas altamente complejos, Están involucrados en funciones esenciales de los seres vivos como el transporte de iones, la síntesis de ATP (la "molécula de energía"), y división celular. Nuestros músculos están así controlados por el movimiento coordinado de estas miles de nano-máquinas de proteínas, que solo funcionan individualmente en distancias del orden de un nanómetro. Sin embargo, cuando se combinan en miles, tales nanomáquinas amplifican este movimiento telescópico hasta llegar a nuestra escala y lo hacen de forma perfectamente coordinada. Aunque los químicos sintéticos han logrado avances deslumbrantes en los últimos años en la fabricación de nano-máquinas artificiales (cuyas propiedades mecánicas son de creciente interés para la investigación y la industria), la coordinación de varias de estas máquinas en el espacio y en el tiempo seguía siendo hasta ahora un problema sin resolver.
Ya no:por primera vez, El equipo de Giuseppone ha logrado sintetizar largas cadenas de polímeros incorporando, a través de enlaces supramoleculares (1), miles de nano-máquinas, cada una capaz de producir un movimiento telescópico lineal de alrededor de un nanómetro. Bajo la influencia del pH, sus movimientos simultáneos permiten que toda la cadena del polímero se contraiga o se extienda a lo largo de unos 10 micrómetros, amplificando así el movimiento en un factor de 10, 000, siguiendo los mismos principios que los utilizados por los tejidos musculares. Se han realizado mediciones precisas de esta hazaña experimental en colaboración con el equipo dirigido por Eric Buhler, físico especializado en dispersión de radiación en el Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (CNRS / Université Paris Diderot).
Estos resultados, obtenido mediante un enfoque biomimético, podría dar lugar a numerosas aplicaciones para el diseño de músculos artificiales, micro-robots o el desarrollo de nuevos materiales incorporando nano-máquinas dotadas de novedosas propiedades mecánicas multiescala.
