El transporte de carga molecular es una empresa constante y vital en cada célula del cuerpo humano. Sin embargo, La naturaleza no utiliza vehículos con ruedas para realizar esta tarea. En lugar de, La naturaleza transporta cargas intracelulares utilizando motores moleculares bípedos que caminan a lo largo de una malla de filamentos moleculares llamados citoesqueletos. Al imitar la naturaleza, el desarrollo de motores moleculares artificiales que caminan sobre orugas (nanocaminadores), potencialmente puede abrir una amplia gama de aplicaciones a nanoescala.

El profesor WANG Zhisong y su equipo de investigación del Departamento de Física, NUS ha desarrollado dos conjuntos de mecanismos conceptualmente nuevos que permiten a los nanocaminadores artificiales moverse en una dirección autoguiada utilizando su mecánica interna. Ahora, la mayoría de los nanocaminadores artificiales deben dañar la parte atravesada de la vía cuando avanzan en una dirección determinada. Esto a menudo ocurre a través de una reacción química catalizada o iniciada por el nanocaminador artificial para eliminar una parte molecular de la pista atravesada. que está hecho de ADN. Esta estrategia de "quema de puentes" bloquea el movimiento hacia atrás de un nanocaminador artificial para que siga avanzando como una cascada de dominó. inutilizando la parte atravesada de la pista. Los mecanismos que el equipo ha desarrollado permiten la construcción de diferentes tipos de nanocaminadores que se pueden ajustar en función de su dirección de movimiento. marcha y rendimiento al caminar.

Los motores moleculares desarrollados por el equipo de investigación son bípedos biomiméticos hechos de moléculas de ADN diseñadas. Estos motores moleculares pueden ser propulsados ​​por combustibles químicos (en los que el motor cataliza una reacción química que involucra a la molécula de combustible y utiliza la energía liberada) o mediante iluminación de luz. Producen movimiento de traslación si la pista, que se forma a través del ensamblaje de ADN, es un movimiento lineal y de rotación si la pista forma un círculo. Por lo tanto, estos motores moleculares "que no se queman en puentes" pueden funcionar como un transportador o un rotor a nivel molecular, dependiendo de la configuración de la pista. A diferencia de, un motor molecular "que quema un puente" en una pista circular cae en rotación hacia adelante o hacia atrás al azar y es incapaz de una operación repetitiva.

El profesor Wang dijo:"Estos nuevos motores moleculares pueden abrir nuevas aplicaciones a nanoescala más allá de las que pueden lograrse con motores de tipo" puente-quemado "de última generación. Con motores de ADN de potencia óptica o química, potencialmente podemos realizar biomateriales que pueden adaptar su forma de acuerdo con su entorno (como un pulpo). Estos biomateriales se pueden fabricar a partir de fibras elásticas que incorporan motores moleculares, exhibiendo un control de movimiento fino que es similar a nuestros músculos ".