Los investigadores han desarrollado el motor más pequeño del mundo, de apenas unas mil millonésimas de metro de tamaño, que utiliza la luz para alimentarse. El motor a nanoescala, desarrollado por investigadores de la Universidad de Cambridge, podría formar la base de futuras nano-máquinas que puedan navegar en el agua, sentir el entorno que los rodea, o incluso entrar en células vivas para combatir enfermedades.

El dispositivo prototipo está hecho de diminutas partículas cargadas de oro, unidos con polímeros sensibles a la temperatura en forma de gel. Cuando el 'nanomotor' se calienta a una cierta temperatura con un láser, almacena grandes cantidades de energía elástica en una fracción de segundo, ya que los recubrimientos de polímero expulsan toda el agua del gel y colapsan. Esto tiene el efecto de obligar a las nanopartículas de oro a unirse en grupos apretados. Pero cuando el dispositivo se enfría, los polímeros toman agua y se expanden, y las nanopartículas de oro se separan con fuerza y ​​rapidez, como un manantial. Los resultados se informan en la revista. PNAS .

"Es como una explosión, "dijo el Dr. Tao Ding del Laboratorio Cavendish de Cambridge, y el primer autor del artículo. "Tenemos cientos de bolas de oro que se separan en una millonésima de segundo cuando las moléculas de agua inflan los polímeros que las rodean".

"Sabemos que la luz puede calentar el agua para hacer funcionar las máquinas de vapor, "dijo el coautor del estudio, el Dr. Ventsislav Valev, ahora basado en la Universidad de Bath. "Pero ahora podemos usar la luz para impulsar un motor de pistón a nanoescala".

Las nanomáquinas han sido durante mucho tiempo el sueño de los científicos y el público por igual, pero como aún no se han desarrollado formas de hacer que se muevan, han permanecido en el ámbito de la ciencia ficción. El nuevo método desarrollado por los investigadores de Cambridge es increíblemente simple, pero puede ser extremadamente rápido y ejercer grandes fuerzas.

Las fuerzas ejercidas por estos diminutos dispositivos son varios órdenes de magnitud mayores que las de cualquier otro dispositivo producido anteriormente. con una fuerza por unidad de peso casi cien veces mejor que cualquier motor o músculo. Según los investigadores, los dispositivos también son biocompatibles, rentable de fabricar, rápido para responder, y energéticamente eficiente.

Profesor Jeremy Baumberg del Laboratorio Cavendish, quien dirigió la investigación, ha nombrado a los dispositivos 'ANT', o nano-transductores accionadores. "Como hormigas reales, producen grandes fuerzas para su peso. El desafío al que nos enfrentamos ahora es cómo controlar esa fuerza para las aplicaciones de nano-maquinaria ".

La investigación sugiere cómo convertir la energía de Van de Waals, la atracción entre átomos y moléculas, en energía elástica de polímeros y liberarla muy rápidamente. "Todo el proceso es como un nano-resorte, ", dijo Baumberg." La parte inteligente aquí es que hacemos uso de la atracción de Van de Waals de partículas de metales pesados ​​para configurar los resortes (polímeros) y las moléculas de agua para liberarlos, que es muy reversible y reproducible ".

El equipo está trabajando actualmente con Cambridge Enterprise, el brazo de comercialización de la Universidad, y varias otras empresas con el objetivo de comercializar esta tecnología para bioaplicaciones de microfluidos.