Investigadores construyen un motor rotativo impulsado por flujo a nanoescala que puede generar trabajo mecánico

Los motores rotativos que son impulsados ​​por algún flujo se usan desde hace mucho tiempo en molinos de viento y ruedas hidráulicas. También se observa un mecanismo similar en las células biológicas, donde la FoF1-ATP sintasa produce el combustible que necesitan las células para funcionar. Inspirándose en esto, los investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft han desarrollado el motor impulsado por flujo más pequeño jamás creado a partir de ADN que utiliza gradientes eléctricos o salinos para generar energía mecánica. Para la construcción del motor, el equipo utilizó una técnica llamada origami de ADN que utiliza interacciones específicas entre pares de ADN complementarios para construir nanoobjetos 2D y 3D.

Los rotores extraen energía del agua que se induce al aplicar voltaje o al tener diferentes concentraciones de sal a cada lado de la membrana. A partir de las observaciones realizadas, los investigadores exploraron más y utilizaron el conocimiento para construir turbinas a nanoescala.

“Nuestro motor impulsado por flujo está hecho de material de ADN. Esta estructura está acoplada a un nanoporo, una pequeña abertura, en una membrana delgada. El paquete de ADN de solo 7 nanómetros de espesor se autoorganiza bajo un campo eléctrico en una configuración similar a un rotor, que posteriormente se establece en un movimiento rotatorio sostenido de más de 10 revoluciones por segundo”. explicado Dr. Xin Shi, postdoctorado en el departamento de Bionanociencia en TU Delft. El Dr. Shi es también el primer autor del estudio publicado en Física de la naturaleza.

Según el equipo, esta es la primera vez que se desarrolla un rotor activo impulsado por flujo a nanoescala. Los investigadores se quedaron perplejos cuando observaron por primera vez el fenómeno en el que las barras de ADN se organizan por sí mismas. El Dr. Shi agregó que si bien había mucha información disponible sobre motores rotativos, se sabe muy poco sobre su versión a nanoescala.

También realizaron un experimento y demostraron la capacidad de la turbina para transportar una carga. El equipo cree que el desarrollo ha abierto nuevas vías en la ingeniería de robots activos.