Los fuertes enlaces del ADN pueden actuar como pegamento para convertir las nanopartículas en materiales resistentes
Vladislav Kochelaevskiy/Alamy
Un material hecho de nanopartículas huecas y ADN es excepcionalmente fuerte, especialmente considerando lo pequeños que son sus componentes básicos. Con el tiempo, podría utilizarse para construir dispositivos médicos y electrónicos extremadamente resistentes.
Para hacer este material súper fuerte, Horacio Espinosa en la Universidad Northwestern en Illinois y sus colegas comenzaron con partículas hechas de metales como el oro y el platino, cada uno de unos 100 nanómetros de tamaño. Algunos tenían forma de cubos sólidos o huecos con esquinas aplanadas, mientras que otros formaban sólo los bordes de un cubo.
La mejor manera de garantizar que un material tenga las propiedades deseadas es ensamblarlo desde cero, un bloque de construcción a la vez. Sin embargo, estas nanopartículas eran tan pequeñas que ensamblarlas fue un desafío. Entonces, los investigadores recurrieron al ADN para que actuara como una especie de pegamento.
Ellos adjuntaron Moléculas de ADN cuidadosamente sintetizadas. a las nanopartículas. Luego, cuando los mezclaron, los fragmentos de ADN que naturalmente se atraían entre sí se unieron químicamente, haciendo que las nanopartículas se pegaran y formaran un material.
Los investigadores variaron las formas de las nanopartículas para construir materiales con diferentes propiedades, que probaron poniéndolos bajo presión. Descubrieron que el uso de nanopartículas en forma de malla producía la sustancia con mayor resistencia y rigidez.
Por ejemplo, era más fuerte que un Material fabricado convencionalmente a partir de níquel utilizando bloques de construcción diez veces más grandes y que podía soportar diez veces más presión que un material a base de níquel hecho de nanopartículas sólidas. Las partículas más pequeñas suelen producir materiales más resistentes; componentes tan pequeños no son muy adaptables a las prácticas de fabricación estándar.
Xiaoxing Xia del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California dice que el uso del ADN proporciona “un mando adicional para controlar la interacción entre los bloques de construcción de nanocristales”, lo que podría permitir a los científicos crear materiales grandes y ordenados cuyas propiedades pueden controlarse manipulando su estructura.
Esto podría conducir a avances en la electrónica, los dispositivos médicos o incluso el transporte, donde materiales ligeros pero resistentes son importantes para reducir las emisiones e impulsar la sostenibilidad, afirma Espinosa. “En este estudio informamos sólo una pequeña fracción de los muchos materiales que se pueden fabricar mediante ensamblaje dirigido por ADN. Investigar muchas otras combinaciones de componentes y arquitecturas ocupa un lugar destacado en nuestra lista de deseos de investigación”, afirma.
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