Un grupo de científicos de la Universidad de Carolina del Norte ha desarrollado nanorobots flexibles con forma de flor que tienen la capacidad de alterar su forma y comportamiento en reacción a las condiciones ambientales, similar a cómo lo hacen los seres vivos. Estos diminutos dispositivos, denominados flores de ADN, están compuestos por cristales especiales que resultan de la mezcla de ADN con materiales inorgánicos. Poseen la habilidad de plegarse y desplegarse de forma reversible en segundos, convirtiéndolos en uno de los materiales más versátiles creados a tan reducida escala.
La operatividad de cada flor es dirigida por su propio ADN, que funciona como un programa de computadora estableciendo cómo debe actuar y reaccionar. De este modo, frente a variaciones del entorno como alteraciones en la acidez, estas flores pueden abrirse, cerrarse o iniciar reacciones químicas específicas. Esto facilita la posibilidad de su uso en aplicaciones autónomas que van desde la administración de medicamentos hasta la descontaminación de áreas afectadas.
“La comunidad científica ha mostrado interés en desarrollar cápsulas inteligentes que puedan liberar medicación al identificar una patología y cesar el tratamiento una vez que la enfermedad ha sido tratada. Esto podría ser factible con nuestros materiales adaptativos”, explica la doctora Ronit Freeman, investigadora principal del estudio y líder del Freeman Lab en la UNC. “Podríamos diseñar en el futuro flores que se ingieren o se implantan para suministrar medicamentos de manera más exacta, realizar biopsias o eliminar trombos”, añade.
Aplicaciones revolucionarias
Si bien estas investigaciones todavía se encuentran en etapa experimental, el equipo anticipa usos muy prometedores: podrían inyectarse estas flores de ADN en el organismo para que lleguen hasta un tumor y al percibir su acidez se cierren liberando medicamentos o recogiendo muestras. Una vez el tumor se elimine, las flores se reabrirían y desactivarían, quedando listas para futuras acciones.
Más allá de la medicina, estos innovadores materiales podrían utilizarse en la limpieza de desastres ambientales, soltando sustancias en aguas contaminadas y disolviéndose después sin dejar rastro alguno tras completar su misión. Además, podrían ser aplicados en el almacenamiento digital sostenible, con capacidad de almacenar hasta dos billones de gigabytes en una cucharadita, representando una alternativa eficaz para el almacenamiento, lectura y escritura de datos en el futuro.
La inspiración para este desarrollo provino de procesos biológicos como la floración de los pétalos, el movimiento de los corales y la generación de tejidos en organismos. El desafío consistía en replicar estos comportamientos complejos en materiales artificiales de tamaño microscópico, un verdadero desafío científico. “Nos inspiramos en ejemplos naturales, como el despliegue de una flor o el crecimiento de tejidos, y los convertimos en una tecnología capaz de pensar, moverse y adaptarse por sí misma”, detalla Freeman.
El mecanismo se basa en la estructura del ADN dentro de los cristales. En ambientes más ácidos, ciertas secciones del ADN se contraen cerrando la flor; cuando la acidez disminuye, el ADN se relaja y los pétalos se abren. Este mecanismo simple pero efectivo permite controlar reacciones químicas, transportar y liberar moléculas, o interactuar con células y tejidos.
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