Un equipo de investigadores de Empa y EPFL desarrolló un ‘motor molecular’ que, según ellos, es el más pequeño del mundo y solo consta de 16 átomos. Este tipo de motores son las bases para futuros avances en la nanorobótica. Por ejemplo, en la medicina, robots que naveguen por el torrente sanguíneo y ataquen a un tumor maligno.
El motor funciona con energía térmica o eléctrica, gira ‘confiablemente’ en una sola dirección, y tiene los mismos componentes que vemos en el mundo macro: un estator (la parte fija) y un rotor (la parte móvil). Del mismo modo, también tiene un trinquete (un mecanismo que permite el movimiento de un engranaje en un solo sentido).
No es la primera vez que los científicos desarrollan motores tan pequeños. Anteriormente hicieron uno con 78 átomos y otro con 58, pero este último funciona con energía solar.
Sobre el video
- El rotor gira sobre la superficie del estator. Puede ocupar seis posiciones diferentes.
- El estator está hecho con 6 átomos de paladio y 6 de galio.
- El rotor es una molécula de acetileno.
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Qué debes saber sobre este motor molecular
- Los motores moleculares existen en la naturaleza. Un ejemplo son las miosinas, unas proteínas motoras que son fundamentales para los seres vivos. Juegan un papel importante en la contracción de los músculos y el transporte de otras moléculas entre las células.
- La característica especial del motor es que se mueve exactamente en el límite entre el movimiento clásico y el ‘efecto túnel’, un fenómeno cuántico en el cual una partícula viola las leyes de la física tradicional.
- El motor mide menos de 1 nanómetro; es decir, casi 100.000 veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano.
- El trinquete funciona de forma inversa debido al ‘efecto túnel’. Esto es porque la parte del trinquete que permite el movimiento en la escala real, lo bloquea a escala atómica.
Hallazgos “sorprendentes”
Cuando probaron el motor a temperaturas inferiores a los 17 °K (-256 °C) o con un voltaje menor a 30 milivoltios, su rotor giraba de forma constante en una sola dirección. Este evento es contrario a la física tradicional que establece que si la energía que se suministra no es suficiente, la parte móvil debería eventualmente detenerse.
En este punto, explicó el estudio, se pasó de la física clásica a la cuántica. Esta última, según sus reglas (y resumiendo un poco). dice que cuando las partículas se mueven no existe la fricción o inercia como tal, por lo tanto el rotor girará continuamente en una dirección hasta que algo lo detenga. Un ejemplo de ello es como si dejaras caer una pelota al suelo y esta rebota a la misma altura constante y permanentemente.
Imagen: Raphaël Biscaldi, vía Unsplash.