(Phys.org):recuerda un poco al Terminator T-1000, un nuevo material creado por los investigadores de Cornell es tan suave que puede fluir como un líquido y luego, extrañamente, volver a su forma original.

En lugar de metal líquido, es un hidrogel, una malla de moléculas orgánicas con muchos pequeños espacios vacíos que pueden absorber el agua como una esponja. Califica como un "metamaterial" con propiedades que no se encuentran en la naturaleza y puede ser el primer metamaterial orgánico con meta-propiedades mecánicas.

Los hidrogeles ya se han considerado para su uso en la administración de fármacos (los espacios pueden llenarse con fármacos que se liberan lentamente a medida que el gel se biodegrada) y como estructuras para la reconstrucción de tejidos. La capacidad de formar un gel en la forma deseada amplía aún más las posibilidades. Por ejemplo, se podría formar un gel con una infusión de fármaco que se ajustara exactamente al espacio dentro de una herida.

Dan Luo, profesor de ingeniería biológica y ambiental, y colegas describen su creación en la edición del 2 de diciembre de la revista. Nanotecnología de la naturaleza .

El nuevo hidrogel está hecho de ADN sintético. Además de ser el material del que están hechos los genes, El ADN puede servir como bloque de construcción para materiales de autoensamblaje. Las hebras simples de ADN se bloquearán en otros soportes únicos que tienen codificación complementaria, como pequeños Legos orgánicos. Al sintetizar ADN con secciones complementarias cuidadosamente dispuestas, el equipo de investigación de Luo creó anteriormente soportes cortos que se enlazan en formas como cruces o Y, que a su vez se unen en los extremos para formar estructuras en forma de malla para formar el primer hidrogel de ADN completo exitoso. Probar un nuevo enfoque Mezclaron ADN sintético con enzimas que hacen que el ADN se auto-replique y se extienda en largas cadenas. para hacer un hidrogel sin enlaces de ADN.

"Durante este proceso se enredan, y el entrelazamiento produce una red 3-D, Luo explicó. Pero el resultado no fue el que esperaban:el hidrogel que hicieron fluye como un líquido, pero cuando se coloca en agua vuelve a la forma del recipiente en el que se formó.

"Esto no fue por diseño, "Dijo Luo.

El examen con un microscopio electrónico muestra que el material está formado por una masa de diminutos "nidos de pájaro" esféricos de ADN enredado, aproximadamente 1 micra (millonésima parte de un metro) de diámetro, más entrelazados entre sí por cadenas de ADN más largas. Se comporta como una masa de bandas de goma pegadas entre sí:tiene una forma inherente, pero se puede estirar y deformar.

Exactamente cómo funciona esto "todavía se está investigando, "dijeron los investigadores, pero teorizan que las fuerzas elásticas que mantienen la forma son tan débiles que una combinación de tensión superficial y gravedad las supera; el gel simplemente se hunde en una gota suelta. Pero cuando se sumerge en agua, la tensión superficial es casi nula (hay agua por dentro y por fuera) y la flotabilidad anula la gravedad.

Para demostrar el efecto, los investigadores crearon hidrogeles en moldes con forma de letras D, N y A. Derramado de los moldes, los geles se convirtieron en líquidos amorfos, pero en el agua volvieron a transformarse en letras. Como posible aplicación, el equipo creó un interruptor accionado por agua. Hicieron un gel cilíndrico corto infundido con partículas de metal colocadas en un tubo aislado entre dos contactos eléctricos. En forma líquida, el gel llega a ambos extremos del tubo y forma un circuito. Cuando se agrega agua. el gel vuelve a su forma más corta que no llegará a ambos extremos. (El experimento se realiza con agua destilada que no conduce electricidad).

El ADN utilizado en este trabajo tiene una secuencia aleatoria, y solo se observó reticulación ocasional, Dijo Luo. Al diseñar el ADN para que se vincule de formas particulares, espera poder ajustar las propiedades del nuevo hidrogel.