NANO-MICROMOTORES y APLICACIONES BIOQUÍMICAS. La Seguridad Alimentaria

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NANO WORLD  – Un estudio repasa los micromotores y sus posibles aplicaciones bioquímicas. – Los diminutos motores biológicos que actúan en el citoesqueleto, en los flagelos de las bacterias o como enzimas del ADN

Son el objeto de la revisión que han efectuado investigadores del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia. El trabajo también incluye los motores sintéticos o híbridos que han surgido a partir de los naturales, así como su potencial en los ámbitos químico y biomédico.

ICN2|SINC

 Los nano y micromotores son dispositivos ultrapequeños diseñados para realizar movimientos mecánicos determinados en respuesta a estímulos específicos. Estos movimientos incluyen rotación, balanceo, liberación de cargas, contracción o un comportamiento colectivo, dependiendo del diseño del motor y sus componentes biológica o químicamente funcionalizados.

Estos dispositivos se caracterizan por el tipo de energía que utilizan, ya que su mecanismo de acción está muy relacionado con la fuente energética. Puede ser un combustible (natural o sintético) o una fuente física (por ejemplo luz, campos magnéticos, campos eléctricos, ondas acústicas o ultrasónicas). Los nano y micromotores se inspiran a menudo en motores biológicos naturales.

La biomedicina, la monitorización ambiental y seguridad alimentaria se pueden beneficiar de estos pequeños motores
Investigadores del Grupo de Nanobioelectrónica y Biosensores del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), dirigidos por el profesor ICREA Arben Merkoçi, han publicado recientemente una amplia revisión en Chemical Reviews donde resumen el conocimiento actual sobre el diseño de este tipo de dispositivos para aplicaciones biológicas y químicas.

Durante la última década, los investigadores han mostrado gran interés en los nano y micromotores. Después de los trabajos preliminares que constituyeron una prueba de concepto, la investigación en esta área progresa hacia aplicaciones específicas en áreas como la biomedicina (en el diagnóstico, por ejemplo), la monitorización y recuperación ambiental, la seguridad alimentaria y la seguridad en general.

La revisión repasa ejemplos de motores biológicos naturales, como los presentes en el citoesqueleto, las enzimas de procesamiento de ADN y ARN o los motores flagelares bacterianos, que han inspirado el diseño de numerosos nano- y micromotores.Posteriormente, los autores destacan los últimos avances en motores sintéticos, incluyendo nanomotores catalíticos basados en diversos combustibles químicos o bioquímicos, y discuten sus limitaciones. Su movimiento depende de una fuente externa (luz, campos magnéticos o eléctricos, ondas ultrasónicas).

Por último, la revisión ofrece una visión general de los motores híbridos, que integran partes biológicas naturales con componentes sintéticos incluyendo diferentes materiales y funcionalidades. El artículo concluye que los nano y micromotores ofrecen un extraordinario potencial para futuras aplicaciones bioquímicas y biomédicas.

Se han explorado diferentes fuentes de energía para aumentar la vida útil de estos dispositivos y hacerlos compatibles con aplicaciones in vivo. El objetivo final es el control remoto de nano y micromotores dentro el cuerpo humano, lo que serían nanorobots totalmente controlables, aunque por ahora aún pertenecen a la literatura de ciencia ficción. Los próximos años de investigación serán cruciales para determinar si estos dispositivos soñados podrán convertirse en realidad.

Referencia bibliográfica:

Maria Guix, Carmen C. Mayorga-Martinez, Arben Merkoçi. «Nano/Micromotors in (Bio)chemical Science Applications». Chem Rev. 14 de mayo de 2014.