{"id":101264,"date":"2021-07-19T13:05:15","date_gmt":"2021-07-19T20:05:15","guid":{"rendered":"https:\/\/www.feeling.com.mx\/site\/?p=101264"},"modified":"2021-07-19T13:05:47","modified_gmt":"2021-07-19T20:05:47","slug":"investigadores-del-instituto-tecnologico-de-massachusetts-mit-desarrollan-nanofibras-que-son-mas-fuertes-que-el-acero","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.feeling.com.mx\/site\/101264\/investigadores-del-instituto-tecnologico-de-massachusetts-mit-desarrollan-nanofibras-que-son-mas-fuertes-que-el-acero.html","title":{"rendered":"Investigadores del Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts (MIT) desarrollan nanofibras que son mas fuertes que el acero"},"content":{"rendered":"

\"\"El auto ensamble est\u00e1 presente en el mundo natural, sirve como una ruta para formar estructuras organizadas en todos los organismos vivos. Este fen\u00f3meno puede ser visto, por ejemplo, cuando dos cadenas de ADN \u2013sin ning\u00fan est\u00edmulo o gu\u00eda externos- se unen para formar una doble h\u00e9lice, o cuando un gran n\u00famero de mol\u00e9culas se combinan para crear membranas u otras estructuras celulares vitales. Todo va al lugar que le corresponde sin que un constructor invisible tenga que juntar todas las piezas, una a la vez.<\/p>\n

Durante las \u00faltimas dos d\u00e9cadas, los cient\u00edficos e ingenieros han estado siguiendo el ejemplo de la naturaleza, dise\u00f1ando mol\u00e9culas que se ensamblan en el agua, con el objetivo de crear nanoestructuras, principalmente para aplicaciones biom\u00e9dicas como la administraci\u00f3n de f\u00e1rmacos o la ingenier\u00eda de tejidos. \u201cEstos materiales basados en mol\u00e9culas peque\u00f1as tienden a degradarse con bastante rapidez\u201d, explica Julia Ortony, profesora asistente en el Departamento de Ciencia e Ingenier\u00eda de Materiales (DMSE) del MIT, \u201cy tambi\u00e9n son qu\u00edmicamente inestables. Toda la estructura se desarma cuando se quita el agua, especialmente cuando se aplica cualquier tipo de fuerza externa \u00ab. Sin embargo, ella y su equipo han dise\u00f1ado una nueva clase de peque\u00f1as mol\u00e9culas que se ensamblan espont\u00e1neamente en nanocintas con una fuerza sin precedentes, conservando su estructura fuera del agua.<\/p>\n

\"\"El material que construy\u00f3 el grupo del MIT -o mejor dicho, permiti\u00f3 que se construyera a s\u00ed mismo- se basa en una membrana celular. Su parte exterior es \u00abhidrof\u00edlica\u00bb, lo que significa que le gusta estar en el agua, mientras que su parte interior es \u00abhidrof\u00f3bica\u00bb, lo que significa que intenta evitar el agua. Esta configuraci\u00f3n, comenta Ortony, \u00abproporciona una fuerza impulsora para el autoensamblaje\u00bb, ya que las mol\u00e9culas se orientan para minimizar las interacciones entre las regiones hidr\u00f3fobas y el agua, y en consecuencia adquieren una forma a nanoescala.<\/p>\n

La forma, en este caso, la concede el agua, y normalmente toda la estructura se colapsar\u00eda al secarse. Pero Ortony y sus colegas idearon un plan para evitar que eso sucediera. Cuando las mol\u00e9culas est\u00e1n d\u00e9bilmente unidas, se mueven r\u00e1pidamente, de forma muy similar a un fluido; a medida que aumenta la fuerza de las fuerzas intermoleculares, el movimiento se ralentiza y las mol\u00e9culas adquieren un estado s\u00f3lido. La idea, explica Ortony, \u00abes ralentizar el movimiento molecular a trav\u00e9s de peque\u00f1as modificaciones en las mol\u00e9culas individuales, lo que puede conducir a un cambio colectivo, y con suerte dram\u00e1tico, en las propiedades de la nanoestructura\u00bb.<\/p>\n

Una forma de ralentizar las mol\u00e9culas, se\u00f1ala Ty Christoff-Tempesta, estudiante de doctorado, \u00abes hacer que se adhieran entre s\u00ed con m\u00e1s fuerza que en los sistemas biol\u00f3gicos\u00bb. Eso se puede lograr cuando una densa red de fuertes enlaces de hidr\u00f3geno une las mol\u00e9culas. \u00abEso es lo que le da a un material como el Kevlar, construido con las llamadas ‘aramidas’, su estabilidad qu\u00edmica y resistencia\u00bb, afirma Christoff-Tempesta.<\/p>\n

El equipo de Ortony incorpor\u00f3 esa capacidad en el dise\u00f1o de una mol\u00e9cula que tiene tres componentes principales: una parte exterior a la que le gusta interactuar con el agua, aramidas en el medio para unirse y una parte interior que tiene una fuerte aversi\u00f3n al agua. Los investigadores probaron docenas de mol\u00e9culas que cumpl\u00edan con estos criterios antes de encontrar el dise\u00f1o que dio lugar a cintas largas con un grosor de escala nanom\u00e9trica. Luego, los autores midieron la resistencia y rigidez de las nanocintas para comprender el impacto de incluir interacciones similares al Kevlar entre mol\u00e9culas. Descubrieron que las nanocintas eran inesperadamente resistentes, m\u00e1s fuertes que el acero, de hecho.<\/p>\n

Este hallazgo llev\u00f3 a los autores a preguntarse si las nanocintas podr\u00edan agruparse para producir materiales macrosc\u00f3picos estables. El grupo de Ortony ide\u00f3 una estrategia mediante la cual las nanocintas alineadas se estiraban en hilos largos que pod\u00edan secarse y manipularse. En particular, el equipo de Ortony demostr\u00f3 que los hilos pod\u00edan contener 200 veces su propio peso y tener \u00e1reas de superficie extraordinariamente altas: 200 metros cuadrados por gramo de material. \u00abEsta alta relaci\u00f3n superficie-masa ofrece una promesa para las tecnolog\u00edas de miniaturizaci\u00f3n al realizar m\u00e1s qu\u00edmica con menos material\u00bb, explica Christoff-Tempesta. Con este fin, ya han desarrollado nanocintas cuyas superficies est\u00e1n recubiertas con mol\u00e9culas que pueden arrastrar metales pesados, como plomo o ars\u00e9nico, fuera del agua contaminada Otros esfuerzos en el grupo de investigaci\u00f3n est\u00e1n dirigidos al uso de nanocintas agrupadas en dispositivos electr\u00f3nicos y bater\u00edas.<\/p>\n

FUENTE: Life Science<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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