Químicos de la Universidad Tufts (Estados Unidos) han desarrollado el primer motor eléctrico de una sola molécula que, potencialmente, crearía una nueva clase de dispositivos con aplicaciones que van desde la medicina, hasta la ingeniería.
En una investigación, publicada en la revista 'Nature Nanotechnology', el equipo de Tufts describe un motor eléctrico que mide sólo un nanómetro de diámetro. Se trata de una sorprendente innovación, teniendo en cuenta que el actual récord mundial lo tiene un motor de 200 nanómetros --un solo filamento de cabello humano tiene aproximadamente 60.000 nanómetros de ancho--.
Según el doctor E. Charles H. Sykes, profesor asociado de química en la Universidad de Tufts y autor principal del estudio, el equipo tiene previsto presentar el motor eléctrico al Libro Guinness de los Récords.
"Ha habido un progreso significativo en la construcción de motores moleculares alimentados por luz y por reacciones químicas, pero esta es la primera vez que se ha logrado desarrollar un motor molecular de propulsión eléctrica", ha afirmado Sykes, y ha añadido que han sido "capaces de demostrar que es posible proporcionar electricidad a una sola molécula".
Sykes y sus colegas fueron capaces de controlar un motor molecular con electricidad mediante el uso de un microscopio de efecto túnel de baja temperatura (LT-STM, por sus siglas en inglés) que utiliza electrones en lugar de luz para "ver" las moléculas.
El equipo utilizó la punta de metal en el microscopio para proporcionar carga eléctrica a una molécula de sulfuro de metilo butilo, que había sido colocada sobre una superficie conductora de cobre. Esta molécula, que contiene azufre, irradiaba átomos de carbono e hidrógeno para formar lo que parecían dos brazos, con cuatro átomos de carbono en un lado y uno por el otro. Estas cadenas de carbono eran capaces de girar libremente alrededor del enlace de azufre y cobre.
El equipo determinó que mediante el control de la temperatura de la molécula, podrían controlar su rotación. La temperatura de alrededor de -268 grados Celsius ha demostrado ser la ideal para seguir el movimiento del motor. A esta temperatura, los investigadores de Tufts fueron capaces de rastrear todas las rotaciones del motor y analizar los datos.
Si bien las aplicaciones prácticas de este motor eléctrico son previsibles, deben realizarse avances relacionados con las temperaturas a las que los motores eléctricos moleculares funcionan. El motor gira mucho más rápido a temperaturas altas, dificultando el control del giro del motor.
"Una vez que poseamos una mejor comprensión sobre las temperaturas necesarias para controlar estos motores, estos podrían ser utilizados como aplicación en algunos sensores y dispositivos médicos que incluyan tubos pequeños; la fricción del líquido contra las paredes de los tubos se incrementa cuando estos están hechos en pequeña escala, y cubrir la pared interior con los motores podrían ayudar a conducir los líquidos", ha indicado Sykes.
"Acoplar el movimiento molecular con las señales eléctricas también podría crear engranajes en miniatura para circuitos eléctricos en nanoescala, que se podrían utilizar en dispositivos como, por ejemplo, teléfonos móviles", ha apostillado.