Un equipo de investigadores de la Freie Universität Berlin, coordinado por José Ignacio Pascual, han desarrollado un método que permite utilizar eficientemente el movimiento aleatorio de una molécula para hacer oscilar una palanca de escala macroscópica. La investigación fue publicada en Ciencias .
En procesos de la naturaleza como el movimiento de fluidos, la intensidad de las señales electromagnéticas, composiciones químicas, etc., están sujetos a fluctuaciones aleatorias que normalmente se denominan "ruido". Este ruido es una fuente de energía y su aprovechamiento para realizar una tarea es un paradigma que la naturaleza ha demostrado ser posible en determinados casos.
La investigación liderada por José Ignacio Pascual y publicada en Science, centrado en una molécula de hidrógeno (H 2 ). Los investigadores colocaron la molécula en un espacio muy pequeño entre una superficie plana y la punta afilada de un microscopio de fuerza atómica ultrasensible. Este microscopio utilizó el movimiento periódico del punto ubicado al final de un oscilador mecánico de alta sensibilidad para 'sentir' las fuerzas que existen a nivel de nanoescala. La molécula de hidrógeno se mueve de forma aleatoria y caótica y, cuando la punta del microscopio se acerca, el punto golpea la molécula, haciendo que el oscilador o la palanca se muevan. Pero esta palanca al mismo tiempo, modula el movimiento de la molécula, resultando en una 'danza' orquestada entre el punto y la molécula 'ruidosa'. "El resultado es que la molécula más pequeña que existe, una molécula de hidrógeno, 'empuja' la palanca, que tiene una masa 10 19 mayor que; ¡diez billones de veces más! ", explicó José Ignacio Pascual.
El principio subyacente es una teoría matemática conocida como resonancia estocástica que describe cómo los movimientos aleatorios de energía se canalizan en movimientos periódicos y, por lo tanto, se puede aprovechar. Con esta investigación, Se ha demostrado que este principio se cumple a escala nanométrica.
"En nuestro experimento, el 'ruido' de la molécula se hace inyectando corriente eléctrica, y no temperatura, a través de la molécula y, por lo tanto, funciona como un motor que convierte energía eléctrica en mecánica ", declaró José Ignacio Pascual. Por lo tanto, Uno de los aspectos más prometedores de este resultado es que se puede aplicar al diseño de moléculas artificiales, que son moléculas complejas diseñadas para poder oscilar o rotar en una sola dirección. Los autores no descartan, es más, que esta fluctuación molecular puede ser producida por otras fuentes, como la luz, o realizarse con un mayor número de moléculas, incluso con diferentes composiciones químicas.
