La imagen típica de un robot es una compuesta por motores y circuitos, encerrados en metal. Sin embargo, el campo de la robótica molecular, que está siendo encabezada en Japón, está comenzando a cambiar eso.

Al igual que la forma en que se forman los organismos vivos complejos, los robots moleculares derivan la forma y la funcionalidad de las moléculas ensambladas. Dichos robots podrían tener aplicaciones importantes, como ser utilizados para tratar y diagnosticar enfermedades in vivo.

El primer desafío en la construcción de un robot molecular es el mismo que la necesidad más básica de cualquier organismo : el cuerpo, que mantiene todo unido. Pero la fabricación de estructuras complejas, especialmente a nivel microscópico, ha demostrado ser una pesadilla para la ingeniería, y actualmente existen muchas limitaciones sobre lo que es posible.

Para abordar este problema, un equipo de investigación de la Universidad de Tohoku ha desarrollado un método simple para crear robots moleculares a partir de cuerpos artificiales similares a multicelulares mediante el uso de moléculas que pueden organizarse en la forma deseada.

El equipo, que incluye al profesor asociado Shin-ichiro Nomura y al investigador postdoctoral Richard Archer del Departamento de Robótica de la Escuela de Graduados de Ingeniería, informó recientemente sobre su avance en la publicación Langmuir de la American Chemical Society.

« Nuestro trabajo demostró una técnica simple de autoensamblaje que utiliza fosfolípidos y tensioactivos sintéticos que recubren una esponja de silicona hidrofóbica », dijo Archer.

Cuando Nomura y sus colegas introdujeron agua en la esponja recubierta de lípidos, las fuerzas hidrofílicas e hidrofóbicas permitieron que los lípidos y los tensioactivos se ensamblaran, lo que permitió que el agua se absorbiera. Luego, la esponja se colocó en aceite, formando espontáneamente gotas acuosas estabilizadas de tamaño micrométrico. a medida que el agua fue expulsada del soporte sólido. Cuando se pipetearon en la superficie del agua, estas gotas se ensamblaron rápidamente en estructuras macroscópicas planas más grandes, como ladrillos que se unen para formar una pared.

« Nuestra técnica desarrollada puede construir fácilmente estructuras del tamaño de un centímetro a partir del ensamblaje de compartimentos del tamaño de una micra y se puede hacer con más de un tipo de gota », agrega Archer. « Al usar diferentes esponjas con agua que contiene diferentes solutos y formar diferentes tipos de gotas, las gotas se pueden combinar para formar estructuras heterogéneas. Este enfoque modular para el ensamblaje libera posibilidades casi infinitas ».

El equipo también podría convertir estos cuerpos en dispositivos controlables con movimiento inducido. Para ello, introdujeron nanopartículas magnéticas en las paredes hidrófobas de la estructura multicompartimental. Archer dice que este enfoque de múltiples compartimentos para el diseño de robots permitirá diseños modulares flexibles con múltiples funcionalidades y podría redefinir lo que imaginamos que son los robots. « El trabajo futuro aquí nos acercará a una nueva generación de robots ensamblados por moléculas en lugar de forjados en acero y que utilizan productos químicos funcionales en lugar de chips y motores de silicio ».