La mecánica del movimiento de rotores moleculares

La naturaleza tiene su propia ingeniería mecánica, y utiliza rotores moleculares en muy variados contextos. Estos rotores sirven para propulsar bacterias a través de su entorno, abastecer de combustible a células, y muchas cosas más. Recientemente, se ha logrado dar un gran paso hacia el objetivo de desvelar los entresijos de la mecánica de movimiento de estos rotores moleculares, asombrosas maravillas de la ingeniería forjada por la evolución.

A través de simulaciones de dinámica molecular, los químicos Anatoly Kolomeisky y Alexey Akimov, de la Universidad Rice, han definido las reglas básicas que determinan el movimiento a modo de rotor de moléculas unidas a una superficie de oro.

Es una extensión de su trabajo sobre los famosos nanoautomóviles de la Universidad Rice, desarrollados principalmente en el laboratorio del químico James Tour. De todas formas, Kolomeisky también ha construido modelos moleculares de esa clase.

Abriendo una línea de investigación en una dirección diferente, el equipo ha descifrado algunas características clave de estos diminutos rotores, que podrían albergar pistas sobre los modos de funcionamiento de los motores moleculares en el cuerpo humano.

El movimiento que Kolomeisky y Akimov han analizado y descrito se encuentra por todos lados en la naturaleza. El ejemplo más visible está en los flagelos de las bacterias, que emplean un simple movimiento de rotación para moverse. A una escala aún más pequeña, una enzima importante para la transferencia de energía en las células de todos los seres vivos, presenta un comportamiento de rotación similar, un descubrimiento que fue galardonado con un Premio Nobel.

Encontrar un buen modo de desarrollar y controlar rotores moleculares puede conducir a nuevos e interesantes materiales que resulten útiles para el diseño de máquinas capaces de operar a escala nanométrica con un grado adecuado de eficiencia. Kolomeisky prevé, por ejemplo, filtros de radio que puedan dejar pasar tan sólo a una señal sintonizada con gran precisión, dependiendo de la frecuencia de los nanorrotores.