En el dinámico mundo de la nanotecnología, un reciente avance en el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU., junto con la valiosa colaboración de la Universidad de Columbia y la Universidad de Stony Brook, ha marcado un hito significativo.
Hoy os voy a contar cómo este descubrimiento abre un nuevo capítulo en la fabricación a nanoescala y nos acerca a aplicaciones revolucionarias en campos como la computación neuromórfica y la energía avanzada.
La esencia de este avance radica en el uso innovador del ADN para crear nanoestructuras 3D. Este método, que parece sacado de una novela de ciencia ficción, implica la manipulación de ADN para guiar moléculas en la formación de patrones tridimensionales precisos. Imaginen el ADN, esa estructura que define la vida misma, convertida ahora en una herramienta para construir materiales que podrían cambiar el curso de la tecnología como la conocemos. Este enfoque universal es la primera vez que se logra en la historia, lo que demuestra un nivel de control y precisión sin precedentes en el ámbito de la nanofabricación.
Durante más de una década, científicos de todo el mundo han utilizado el ADN para programar materiales a nanoescala. Sin embargo, este nuevo desarrollo, liderado por el profesor Oleg Gang, va un paso más allá. La clave del éxito reside en la incorporación de la sílice en una estructura de ADN, lo que resulta en una nanoestructura más robusta y versátil. Para mí, esto es equivalente a descubrir una nueva forma de construir edificios, pero a una escala infinitesimal.
Responsables por el estudio
La colaboración interdisciplinaria ha sido fundamental en este proyecto. Equipos especializados en nanomateriales blandos y bio-nanomateriales, junto con expertos en nanomateriales electrónicos, unieron fuerzas para desarrollar técnicas de apilamiento avanzadas. Mediante la infiltración en fase de vapor, lograron unir precursores metálicos al andamiaje del ADN, creando estructuras metálicas 3D. De manera similar, la infiltración en fase líquida permitió la unión de sales metálicas a la sílice, ampliando así el espectro de estructuras metálicas posibles.
Lo que me parece particularmente fascinante es cómo Aaron Michelson, autor principal del estudio, compara este proceso con la construcción de una casa. Primero se establecen los «huesos», en este caso, la sílice, y luego se agregan componentes funcionales como los elementos metálicos. Esta analogía resalta la complejidad y la belleza de este avance científico.
Para validar sus hallazgos, el equipo se apoyó en instalaciones de imagen de vanguardia. Técnicas como la microscopía electrónica y la nanotomografía de rayos X permitieron visualizar las estructuras en alta resolución y confirmar la efectividad de los métodos de recubrimiento utilizados. La importancia de estos métodos en la validación del proceso es indiscutible.
Mirando hacia el futuro, el CFN se propone hacer este método accesible a un público científico más amplio, con el objetivo de fomentar la innovación y la colaboración. Actualmente, están trabajando en la implementación de este método en un robot de manipulación de líquidos, lo cual podría estandarizar el proceso para que los usuarios puedan sintetizar materiales con propiedades específicas.
La publicación completa del estudio en Science Advances marca un antes y un después en la nanotecnología, abriendo puertas a un futuro lleno de posibilidades en tecnologías emergentes y en iniciativas científicas.
Referencias:
Scientists explore DNA hacking for functional 3D nanostructures – Link
- Three-dimensional nanoscale metal, metal oxide, and semiconductor frameworks through DNA-programmable assembly and templating – Link