Microrobots hechos de cristales pueden propulsarse a través del agua

Los diminutos dispositivos imitan las capacidades de algunos organismos vivos.

Científicos de la Universidad de Hokkaido, Japón, han desarrollado microrobots de tamaño molecular capaces de propulsarse por el agua. Los diminutos dispositivos fueron elaborados con base en un tipo de microcristal que utiliza un movimiento recíproco autocontinuo para su propulsión.

En un informe, los científicos explican que históricamente  ha habido dos grandes retos para conseguir este tipo de movilidad. El primero es hacer un robot molecular que pueda deformarse recíprocamente; el segundo es convertir esta deformación en propulsión del robot molecular.

El equipo de investigación se basó en un estudio anterior de elaboración propia, que había resuelto el primer reto: la creación de robots moleculares que pueden deformarse recíprocamente. Sin embargo, los objetos diminutos no suelen poder convertir su movimiento recíproco en movimiento progresivo.

Los científicos consiguieron la autopropulsión del robot molecular en un sistema experimental en el que el movimiento se limitaba a dos dimensiones. El microrobot fue alimentado por luz azul, que provocó una serie de reacciones que condujeron al movimiento de sus aletas y a su propulsión.

Debido a la naturaleza de las reacciones, el movimiento no era continuo, sino que se producía de forma intermitente. Además, los robots moleculares mostraban uno de los tres estilos diferentes de propulsión: un estilo de “brazada”, con la aleta por delante; un estilo de “patada”, con la aleta por detrás, o un estilo de “brazada lateral”, con la aleta hacia un lado.

La naturaleza de la movilidad se veía afectada por el área de la aleta y su ángulo de elevación; los cristales individuales se propulsaban en diferentes direcciones y estilos.

A continuación, los científicos crearon un modelo computacional mínimo para comprender las variables que afectaban a la propulsión en un tanque bidimensional. Pudieron determinar que la longitud de las aletas, la proporción de las mismas y el ángulo de elevación eran las variables clave que afectaban a la dirección y el ritmo de las propulsiones. “El resultado, que demostró que las aletas diminutas pueden nadar ayudadas por la anisotropía que provocan los espacios confinados, podría impulsar la investigación de los robots moleculares”, dijo Yoshiyuki Kageyama, profesor adjunto jefe del equipo de investigación.

“Un mecanismo similar podría darse en el movimiento de pequeños organismos acuáticos en condiciones específicas, como dentro de los huevos”, añadió.

La investigación podría ser un trampolín hacia el desarrollo de nanorobots que podrían utilizarse en un entorno médico. En 2017, otro equipo desarrolló “nanohilos” magnéticos que pueden navegar hasta grietas de difícil acceso dentro del cuerpo humano para diagnosticar y tratar enfermedades.



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