Una nueva familia de nanocoches listos para el próximo nano Gran Premio.

El nanocoche dipolar basado en una columna vertebral de porfirina

18.06.2020 - Japón

Según la Real Automóvil Británica y los Clubes de Automóviles Franceses, el primer coche fue creado en 1770 por el francés Joseph Cugnot. Este "Fardier" (nombre francés de un carro utilizado para transportar cargas pesadas) era un coche impulsado por una máquina de vapor y alimentado por una caldera. Esta máquina autopropulsada de 7 m de largo alcanzó una velocidad de 4 km/h, para una autonomía media de 15 min. 250 años más tarde, los investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara (NAIST), Japón, en colaboración con sus colegas de la Universidad Paul Sabatier (Toulouse, Francia), informan en Chemistry - A European Journal sobre una nueva familia de nanococoches que integran un dipolo para acelerar su movimiento en el nanomundo.

Después de la primera carrera de nanocoches organizada en la primavera de 2017, en Toulouse (Francia) diseñaron una nueva familia de moléculas para que se comportaran como los coches en el nanomundo. Cuando el laboratorio en NAIST se estableció en abril de 2018, Toshio Nishino (profesor adjunto) y Hiroki Takeuchi (estudiante de maestría) comenzaron la síntesis. Dos años después, están informando de los resultados en una publicación que presenta la síntesis de 9 nanocoches dipolares. El resultado es sorprendente. En cada frasco, alrededor de 100 mg de polvos verdes o azules (es decir, 60 x¹⁰¹⁸ nanocoches) se adhieren a las paredes. Estos son los coches de carreras franco-japoneses que duermen sabiamente en el garaje esperando el próximo Gran Premio en 2021.

"Para esperar ganar la carrera, los nanocoches tienen que ser rápidos pero también tienen que ser controlables", subraya Gwénaël Rapenne. Se ha pensado durante mucho tiempo que el diseño de las moléculas necesita un compromiso entre requisitos opuestos. De manera consistente, el nanocoche que Rapenne y sus colegas diseñaron está compuesto por 150 átomos (fórmula química C85H59N5Zn). Un chasis plano hecho de porfirina, un fragmento ya utilizado en la naturaleza para muchos procesos como el transporte de oxígeno (hemoglobina) o la fotosíntesis (clorofila). En última instancia, la presencia de un átomo de zinc podría permitir el transporte de pequeñas moléculas en la carrocería del coche. "El nanocoche tiene 2 nm de largo y está rodeado por cuatro ruedas diseñadas para minimizar el contacto con el suelo y tiene dos patas que son capaces de donar o aceptar electrones haciendo el nanocoche dipolar" especifica el investigador.

¿Qué tipo de aplicación se podría prever con vehículos tan pequeños?

"Honestamente, hoy en día, no sabemos todavía para qué se utilizará esta tecnología. Pero al igual que los cristales líquidos descubiertos en 1910 y no utilizados hasta medio siglo después en las pantallas de las calculadoras y ahora en todos nuestros soportes LCD, la manipulación de las moléculas podría ser revolucionaria", sueña Gwénaël Rapenne. Una de las direcciones de la investigación podría ser llevar una carga para transportar reactivos o drogas de un lugar a otro.

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Publicación original

Toshio Nishino, Colin J. Martin, Hiroki Takeuchi, Florence Lim, Kazuma Yasuhara, Yohan Gisbert, Seifallah Abid, Nathalie Saffon-Merceron, Claire Kammerer, Gwénaël Rapenne; "A dipolar nanocar based on a porphyrin backbone"; Journal: Chemistry - A European Journal; 2020

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